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Physique quantique : Fondements
de l’argumentation de Bohr : les conditions expérimentales constituent un
élément inhérent de la description de tout phénomène auquel on peut attacher le terme “réalité physique”. La notion de “réalité physique” d’un système
quantique ne peut être dissociée de l’appareillage macroscopique utilisé pour
l’observer, et on ne peut pas faire comme si cette réalité avait une existence
indépendante de celui-ci. Pour Bohr, il n’existe pas de propriétés intrinsèques
d’un système quantique, et notre représentation de son état quantique par
un vecteur d’état ne peut donc être qu’une représentation symbolique, qui ne
correspond à aucune réalité externe.
Enfin, et c’est le quatrième point, le concept de complémentarité repose
sur la notion de configurations expérimentales mutuellement exclusives. Dans
l’expérience de la figure 11.3, on peut choisir, par exemple, les orientations
ˆ
a ˆ b Oz ou ˆ
a ˆ b Ox. Ces deux configurations expérimentales donnent un
exemple de configurations complémentaires, qui sont mutuellement exclusives.
Les bases de polarisation {|+,z, |−,z} ou {|+,x, |−,x} sont complémentaires. Dans toute situation concrète, des configurations expérimentales mutuellement exclusives, ou complémentaires, permettent une description complète et non ambiguë de l’ensemble des phénomènes quantiques en des termes
classiques. Ainsi définie, la complémentarité est le fondement du caractère
exhaustif de la description quantique, et la critique par EPR de son caractère
incomplet n’est pas fondée.
Le point de vue de Bohr impose de tracer une ligne de démarcation entre
le système quantique à étudier et le dispositif expérimental. Cette nécessité
de distinguer de façon nette l’appareil de mesure du système étudié constitue selon Bohr la différence principale entre physique quantique et physique
classique, car dans cette dernière cette distinction n’existe pas : la description
d’un système classique est “intrinsèque”, elle ne dépend pas de l’environnement expérimental. Il n’est pas a priori nécessaire que le système quantique
soit microscopique et l’appareil macroscopique, il ne s’agit donc pas obligatoirement d’une frontière classique/quantique et il se pourrait que l’appareil de
mesure ait une partie microscopique. Il existe selon Bohr une “zone tampon”
où les descriptions classique et quantique se recouvrent. Cependant, la nécessité logique de faire une distinction de principe entre objet quantique étudié
et appareil de mesure classique ne peut pas être formalisée : la question de la
limite classique du monde quantique est loin d’être comprise et formalisée de
façon satisfaisante. Les recherches théoriques et expérimentales de ces trente
dernières années montrent au contraire que la notion de zone tampon invoquée
par Bohr est une notion qui reste floue et la frontière classique/quantique est
un concept mal défini ne découlant pas, au moins aujourd’hui, de la théorie.
Si la mesure commence par une interaction quantique, où doit-on mettre la
frontière qui distingue l’objet à étudier de l’appareil de mesure ? Et en fin de
compte, on ne peut pas échapper au constat que l’appareil de mesure est fondamentalement régi par des lois quantiques et que sa description classique ne
peut être qu’une approximation. On voit mal en pratique comment on pour-
Physique quantique : Fondements
de l’argumentation de Bohr : les conditions expérimentales constituent un
élément inhérent de la description de tout phénomène auquel on peut attacher le terme “réalité physique”. La notion de “réalité physique” d’un système
quantique ne peut être dissociée de l’appareillage macroscopique utilisé pour
l’observer, et on ne peut pas faire comme si cette réalité avait une existence
indépendante de celui-ci. Pour Bohr, il n’existe pas de propriétés intrinsèques
d’un système quantique, et notre représentation de son état quantique par
un vecteur d’état ne peut donc être qu’une représentation symbolique, qui ne
correspond à aucune réalité externe.
Enfin, et c’est le quatrième point, le concept de complémentarité repose
sur la notion de configurations expérimentales mutuellement exclusives. Dans
l’expérience de la figure 11.3, on peut choisir, par exemple, les orientations
ˆ
a ˆ b Oz ou ˆ
a ˆ b Ox. Ces deux configurations expérimentales donnent un
exemple de configurations complémentaires, qui sont mutuellement exclusives.
Les bases de polarisation {|+,z, |−,z} ou {|+,x, |−,x} sont complémentaires. Dans toute situation concrète, des configurations expérimentales mutuellement exclusives, ou complémentaires, permettent une description complète et non ambiguë de l’ensemble des phénomènes quantiques en des termes
classiques. Ainsi définie, la complémentarité est le fondement du caractère
exhaustif de la description quantique, et la critique par EPR de son caractère
incomplet n’est pas fondée.
Le point de vue de Bohr impose de tracer une ligne de démarcation entre
le système quantique à étudier et le dispositif expérimental. Cette nécessité
de distinguer de façon nette l’appareil de mesure du système étudié constitue selon Bohr la différence principale entre physique quantique et physique
classique, car dans cette dernière cette distinction n’existe pas : la description
d’un système classique est “intrinsèque”, elle ne dépend pas de l’environnement expérimental. Il n’est pas a priori nécessaire que le système quantique
soit microscopique et l’appareil macroscopique, il ne s’agit donc pas obligatoirement d’une frontière classique/quantique et il se pourrait que l’appareil de
mesure ait une partie microscopique. Il existe selon Bohr une “zone tampon”
où les descriptions classique et quantique se recouvrent. Cependant, la nécessité logique de faire une distinction de principe entre objet quantique étudié
et appareil de mesure classique ne peut pas être formalisée : la question de la
limite classique du monde quantique est loin d’être comprise et formalisée de
façon satisfaisante. Les recherches théoriques et expérimentales de ces trente
dernières années montrent au contraire que la notion de zone tampon invoquée
par Bohr est une notion qui reste floue et la frontière classique/quantique est
un concept mal défini ne découlant pas, au moins aujourd’hui, de la théorie.
Si la mesure commence par une interaction quantique, où doit-on mettre la
frontière qui distingue l’objet à étudier de l’appareil de mesure ? Et en fin de
compte, on ne peut pas échapper au constat que l’appareil de mesure est fondamentalement régi par des lois quantiques et que sa description classique ne
peut être qu’une approximation. On voit mal en pratique comment on pour-