Nous décrivons les filtres logiques par lesquels les interprétations d'un même ensemble d'informations peuvent différer et produire des perceptions et des croyances divergentes, voire antagonistes. C'est donc un outil qui permet de mieux comprendre nos propres perceptions et celles des autres ; c'est pourquoi nous voulons qu'il soit accessible au plus grand nombre.
Le contenu est publié progressivement et simultanément sous deux formes :
- À l'écrit dans nos dossiers en ligne savamment illustrés.
- En audio dans un podcast sur le site lafolletheorie.com
I - l’espace-temps physique
B - L'espace-temps quantique
Nous présentons ici quelques notions vulgarisées et des interprétations de physique quantique. Ces expériences et principes quantiques peuvent paraître complexes, voire incompréhensibles. Mais il n'est pas nécessaire d'intégrer ces notions pour comprendre le reste de notre étude et de nos hypothèses au sujet des perceptions. Le but de cette section est simplement d'ouvrir l'esprit du lecteur à l'idée que le temps peut avoir plusieurs dimensions.
1. Plusieurs dimensions de temps.
Parce que nous prenons communément le monde matériel comme référentiel de la réalité perceptive, nous sommes habitués à penser qu'il existe 3 dimensions d'espace et 1 dimension de temps, et que toute autre "réalité" s'inscrit à l'intérieur de cet univers à 4 dimensions. Mais la physique quantique remet en question cette conception de l'univers.
Certains physiciens pensent aujourd’hui que le monde n’est pas fait d’espace et de particules, mais plutôt de "champs quantiques" au sein desquels des événements granulaires génèrent l’espace-temps. (6)
« Les quanta du champ gravitationnel ne sont pas dans l’espace.
(…) Les quanta de gravité n’évoluent pas dans le temps.
C’est le temps qui naît comme conséquence de leurs interactions.
(…) Le temps doit émerger comme l’espace, du champ gravitationnel quantique. »
Carlo Rovelli, Physicien
Les phénomènes quantiques bousculent la conception classique
d'un temps unidimensionnel.
L'espace et le temps quantiques sont très probablement une seule et même chose : l'espace-temps. Si les aspects spatiaux et temporels sont enchevêtrés dans plusieurs dimensions d'espace-temps, alors ce que nous considérons comme du temps n'est pas unidimensionnel : le temps n'est pas plus linéaire que l'espace. Et si le temps n'est pas linéaire, alors il n'est pas unidirectionnel non plus : Ce qui se passe dans le présent n'est pas totalement déterminé par le passé et ne détermine pas complètement le futur.
Albert Einstein disait "Dieu ne joue pas aux dés" car pour lui il n'y a qu'une voie possible dans le déroulement des événements. Nils Bohr aurait répondu "Mais qui êtes-vous Albert Einstein, pour dire à Dieu ce qu'il doit faire ?" Depuis il a été démontré que Bohr avait raison : à l'échelle quantique l'univers est indéterministe.
Pour l'esprit humain, conceptualiser un temps à plusieurs dimensions est un exercice déstabilisant qui paraît irrationnel, car il implique de dépasser la logique déterministe dans l'approche du monde. Pourtant les physiciens ont démontré que le monde quantique indéterministe précède et sous-tend le monde des corps matériels. Comme nous évoluons dans le monde matériel, nous évoluons aussi dans le monde quantique qui le sous-tend. Et en fait, nous nous représentons tous les jours des phénomènes à plusieurs dimensions de temps, sans même nous en rendre compte. C'est même avec une grande facilité que nous décrivons ces phénomènes complexes en utilisant le langage.
Avant d'expliquer des phénomènes à plusieurs dimensions de temps et de vous permettre de réaliser à quel point nous y sommes habitués, ouvrons donc une parenthèse de physique quantique, pour constater qu'à cette échelle le temps n'est pas linéaire.
2. l'interférence quantique
L'expérience des fentes de Young (10) est aux origines de l'étude de la physique quantique. C'est une démonstration que la lumière et la matière peuvent présenter à la fois des caractéristiques d'ondes et de particules (définies de manière classique). La vidéo du Docteur Quantum (ci-dessous) explique très bien cette expérience.
On projette des particules (électrons ou photons) vers une paroi comportant deux fentes, et on relève les motifs d'impact des particules sur une seconde paroi-écran (couleurs à droite sur les animations ci-dessous) pour comprendre comment les particules se sont comportées.
Sans observateur : Interférence quantique.
Même envoyés un par un, les électrons se comportent comme des ondes. Chaque électron passe par les deux fentes en même temps, forme deux ondes de l'autre coté et interfère avec lui même, formant des franges d'interférence sur l'écran. La densité des franges représente la probabilité de la présence de l'électron, qui peut être représentée par une fonction d'onde.
L'électron est en superposition d'état, autrement dit il est en état indéterminé. Nous émettons l'hypothèse qu'il évolue dans un temps à deux dimensions.
Avec observateur : Réduction du paquet d'ondes.
Lorsqu'on place un capteur d'électron au niveau des fentes, les électrons se comportent comme des billes de matière, ils passent par une fente ou l'autre ou aucune et forment sur l'écran un motif qui ressemble aux deux fentes.
Notre interprétation est que le capteur interagit avec les électrons, les relations occasionnées se concentrent davantage dans les aspects spatiaux, ce qui réduit le champ de l'expérience tout entier à une seule dimension de temps. Les électrons sont en état déterminés. C'est ce que les physiciens nomment la réduction du paquet d'onde.
3. la contrafactualité
L'interféromètre de Mach-Zehnder est un dispositif qui comporte des miroirs et des parois semi-réfléchissantes : Chaque photon a une chance sur deux d'être transmis et une chance sur deux d'être réfléchi par chaque paroi semi-réfléchissante.
Sur les animations et schémas ci-dessous, nous changeons la couleur des photons du jaune vers le cyan et/ou le magenta, pour indiquer qu'ils ont été transmis par les semi-réflecteurs de couleurs correspondantes.
Sans observateur (première partie de la vidéo ci-dessus, schéma ci-dessous) :
Interférence quantique
1. Comme dans l'expérience des fentes de Young (voir b. L'interférence quantique), le photon entre en superposition d'états, ici transmis + réfléchi.
2. Parce qu'un même photon comporte déjà simultanément les deux états transmis + réfléchi, il ne peut pas être 1-réfléchi puis 2-réfléchi ni 1-transmis puis 2-transmis. Il y a interférence quantique : Après avoir été en superposition d'état, chaque photon ressort entièrement du semi-réflecteur 2 par la voie de droite, absolument pas par la voie du bas.
Avec observateur (première partie de la vidéo ci-dessus, schéma ci-dessous) :
Contrafactualité
- Photons bleus : La présence d'un capteur en aval du semi-réflecteur 1 rend impossible la superposition d'états pour les photons transmis en amont en 1 (rétroaction).
- Photons rouge et jaune : Parce qu'ils auraient pu être observés s'ils avaient été transmis en 1, les photons réfléchis en 1 ne peuvent entrer en superposition d'états en 2. Un événement fictif (qui ne s'est pas produit) modifie donc le cours des choses comme s'il avait eu lieu : C'est la contrafactualité.
4. le principe d’incertitude
Les particules subatomiques ont une densité variable dans l'espace-temps. L'étalement d'une particule dans l'espace-temps peut être représentée par une fonction d'onde. Plus on connaît précisément la position d'une particule, moins on peut connaître précisément sa quantité de mouvement, et vice-versa. C'est le physicien Werner Heisenberg qui a formalisé dans une équation ce principe d'incertitude.
5. l'intrication quantique, la non-localité
À l’échelle des quanta, c’est-à-dire approximativement 10-33 mètre (la longueur de Planck, un milliard de milliard de fois plus petite que le rayon des protons), l’univers ne répondrait plus aux lois de localité : des interactions seraient possibles entre des particules situées à des lieux-temps éloignés.
Des particules sont dites "intriquées", lorsque leur état quantique est lié et varie simultanément, même lorsqu'elles sont éloignées dans l'espace. Une action sur l'état quantique d'une de ces particules aura instantanément le même effet sur l'état quantique des autres particules avec lesquelles elle est intriquée. Ce phénomène maintenant prouvé posait problème à Einstein qui refusait d'admettre la possibilité d'une "action fantômatique à distance". Cette propriété quantique a récemment été employée pour téléporter de l'information. Elle permet de communiquer sans aucune possibilité que l'information soit interceptée, puisque techniquement parlant, l'information n'est pas "envoyée", elle ne "passe" par aucun canal.
C'est l'illustration qu'à l'échelle quantique l'univers est non-local. La localité et la non-localité, c’est ce qui fait la différence entre les sciences macro et micro, entre la relativité générale et la mécanique quantique. (7)
Pourquoi l’espace-temps est-il différent en fonction de l’échelle ?
Parce qu’il est conditionné par les phénomènes qui s’y déploient.
6. la rétrocausalité quantique
"Le chat de Schrödinger" est une expérience imaginée par le physicien Erwin Schrödinger pour expliquer la superposition d'états quantique : On enferme un chat dans une boîte, avec un dispositif quantique radioactif qui a une chance sur deux de libérer un électron. Si l'électron est libéré, il déclenche la diffusion d'un gaz qui tue le chat. Schrödinger énonce que jusqu'à ce qu'on ouvre la boîte, le chat est en état superposé : il est à la fois vivant et mort. Lorsqu'on ouvre la boîte, le chat est soit vivant, soit mort. C'est la réduction du paquet d'onde (de l'état indéterminé à l'état déterminé).
Si quand on ouvre la boîte le chat est mort, il ne meurt pas au moment où on ouvre la boîte : Il est déjà mort depuis longtemps. Autrement dit, le fait d'ouvrir la boîte "génère" tout le passé où le chat est soit vivant, soit mort ; C'est la rétrocausalité quantique (qui n'est encore qu'une hypothèse). À l'échelle quantique, lorsque la réduction du paquet d'onde est causée par un capteur, l'observation affecte l'état des particules en amont de l'endroit où le capteur est placé dans le dispositif. Dans des expériences à "choix retardé" les physiciens ont démontré que les particules se comportent dans le passé comme si elles "savaient" à l'avance si elles vont être mesurées ou non à l'avenir !
Comme les autres propriétés quantiques, la rétrocausalité concerne seulement les particules de l'échelle quantique. L'expérience du chat de Schrödinger est (heureusement) une pure expérience de pensée à l'échelle humaine, seulement destinée à comprendre les principes quantiques.
« Si la mécanique quantique ne vous a pas encore profondément choqué,
alors vous ne l’avez pas encore comprise. »
Niels Bohr, Physicien
