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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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