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5 novembre 2016 6 05 /11 /novembre /2016 12:25

Merci Carl Bender

Peut-être ai-je trouvé une confirmation intéressante à propos de l’intuition développée, dans l’article du 15/10/2016 : « Physique théorique : la nouvelle physique de l’empereur. », et qui mériterait d’être prolongée. Dans cet article, je justifie ma proposition d’expérience avec la conviction que les résultats que nous rencontrons en mécanique quantique pourraient résulter de déterminations de notre fonctionnement cérébral. Déterminations qui sont le fruit de l’évolution de l’être humain depuis la profondeur du temps. Puisque le moteur de l’évolution est constitué par l’obligation de survie au regard des épreuves imposées par les propriétés de la nature, l’espèce humaine a été façonnée par sa capacité à ‘appréhender’, ‘comprendre’, la nature de ces épreuves pour, les présupposer, les affronter, les contourner, les situer, etc... En prenant en compte les résultats des travaux et des analyses proposés par les paléoanthropologues qui deviennent de plus en plus circonstanciés, j’ai extrait l’idée que la faculté ‘d’intellectualiser’ (intérioriser) les données empiriques de l’espace et du temps par nos ancêtres archaïques, c’est-à-dire pour ceux-ci se situer physiquement dans l’environnement proche de leur milieu naturel accessible, devait être affirmée comme un facteur favorable de sélection.

En conséquence l’imprégnation de notre conception de l’espace et du temps, de l’espace-temps, détermine notre regard intellectuel actuel de la Nature, qui évidemment à l’échelle classique ne met pas trop en évidence des interprétations conflictuelles car notre regard intellectuel s’est forgé à cette échelle, mais il en est tout autrement à l’échelle de l’infiniment petit. Je propose de considérer l’hypothèse que ces interprétations conflictuelles sont révélées par ce que l’on désigne les bizarreries de la mécanique quantique.

Ma proposition d’expérience vise à tenter de vérifier si cette hypothèse tient la route au moins sur la bizarrerie caractérisée par l’énigme de la superposition des états : onde/corpuscule, corrélée à : pas d’information/information, spatio-temporelle, à la disposition de l’observateur. A ce sujet voir, par exemple, l’article de A. Ananthaswamy, du 02/11/216, sur le site du NewScientist : « Classic quantum experiment could conceal theory of everything”. Ma proposition d’expérience est exactement limitée à cette corrélation, alors que le spectre des bizarreries pour notre capacité d’entendement traditionnelle est très étendu. Par défaut, je privilégie une approche pragmatique en considérant que suivant le résultat obtenu en première instance soit on considère que l’hypothèse qui fonde l’expérience a de la valeur et on persévère, soit on constate qu’elle n’a pas de valeur et on bifurque vers d’autres hypothèses.

En fait, mon hypothèse non encore exprimée jusqu’à présent est bien plus radicale puisque je conçois que c’est notre représentation classique de l’espace-temps qui est la cause d’autres bizarreries de la M.Q. Parmi celles-ci : la superposition des états des niveaux discrets d’énergie d’un atome d’hydrogène par exemple pourrait être expliquée. A priori, il n’est pas évident de corréler directement ce problème avec celui de la problématique de l’espace-temps tel que nous nous le représentons.

C’est en découvrant un article du 1/11, dans phys.org que j’ai considéré pouvoir évoquer ce sujet maintenant. Cet article s’intitule : ‘Un physicien distingué pour avoir trouvé une nouvelle symétrie dans l’espace et le temps.’ Le distingué est Carl Brender : physicien-mathématicien ou mathématicien-physicien, c’est selon… et la distinction est le ‘Prix Dannie Heineman’ qui a précédemment distingué : S. Hawking, M. Gell-Mann, R. Penrose… Donc c’est du très solide. La production scientifique la plus significative de ce mathématicien, tout autant physicien, est celle de faire apparaître théoriquement une ‘transition de phase’ d’un système physique : d’un état d’énergie continu à un état d’énergie discontinu, grâce à une contribution de l’espace et du temps (sic). Ci-dessous, je vais tenter de vous exposer les bonnes raisons qui m’incitent à vous faire partager l’intérêt suscité par ce travail. L’article original est sur le site Phys.org.

Pour C. Bender : « J’utilise la physique pour générer des problèmes intéressants et ensuite j’utilise les mathématiques pour les résoudre. » ; « Mon approche est de comprendre ce qui se passe dans le monde réel – où nous vivons – en étudiant le monde complexe, qui inclut le monde réel comme un cas spécial» ; « Il explique que ce que les physiciens observent se situe sur l’axe des réels : tous les nombres, mais l’axe des réels est juste une droite dans le plan infini des nombres complexes, qui inclut  des nombres avec des parties imaginaires. Le plan complexe nous aide à comprendre ce qui se passe dans le monde réel. » ; « Par exemple, pourquoi les niveaux d’énergie dans un atome sont quantifiés ? Pourquoi les atomes peuvent avoir seulement certaines énergies et pas d’autres ? Nous ne comprenons pas ceci parce que nous ne regardons pas dans le plan complexe. Dans le plan complexe, les niveaux d’énergie sont quantifiés (dans le sens où on leur attribue une valeur). Ils sont continus et évoluent régulièrement. Mais si vous considérez une tranche dans le plan complexe, le long de l’axe réel, l’énergie est différenciée en points de valeur déconnectés. C’est comme si la rampe d’accès d’un parking à plusieurs niveaux était supprimée, laissant ainsi les niveaux déconnectés. »

Cette conception théorique a été observé physiquement et c’est en exploitant la propriété de la symétrie Parité (P) Temps (T) : PT. La symétrie parité se réfère à l’espace et l’autre au temps évidemment. Caractéristiquement, C. Bender a été amené à réfléchir à cette théorie en questionnant la définition fondamentale de la mécanique quantique qui postule que certains aspects de la MQ doivent être hermitiens ce qui signifie qu’ils doivent se cantonner au royaume des nombres réels. « Mais insister que la MQ doit être hermitienne c’est comme nous dire que tous les nombres doivent être pairs. » Sur ce, Bender a proposé une nouvelle théorie non hermitienne, une généralisation complexe de la MQ, qu’il a appelé : ‘mécanique quantique PT-symétrique’. Nous savons que réellement dans la nature il y a des propriétés, et des objets qui ne respectent pas la symétrie spatiale (parité) ni la symétrie temporelle, mais lorsque l’on recombine ces deux violations, elles s’annulent et la symétrie globale (PT) est retrouvée.

Grâce à sa théorie, C. Bender a pu prédire des résultats qui ont été observés. Cette prédiction était qu’un système PT-symétrique peut subir une transition de l’énergie réelle à l’énergie complexe. La symétrie PT serait rompue à cause de cette transition, et le comportement du système changerait d’une façon observable. Dix années après, en 2008, une expérience a confirmé la prédiction de Bender. Comme il le dit, lui-même n’avait pas prévu que sa conception à la base très théorique (car évidemment il est aussi convaincu, comme nous, que les nombres et les plans imaginaires ne sont pas dans notre monde réel) puisse conduire un jour à être vérifiée expérimentalement grâce aux conséquences déduites.

En intitulant cet article « Merci Carl Bender », je suis très explicite et j’indique ô combien le travail de Bender ‘boost’ ma réflexion. 

Il n’en reste pas moins qu’il y a plusieurs façons d’interpréter et de valoriser ce résultat. Soit on est Platonicien, et dans ce cas les travaux et les résultats de C. Bender montre qu’effectivement il y a dans le monde un ordre, une harmonie mathématique, préétablis et pour connaître ce monde il suffit donc de décrypter l’alphabet du langage des mathématiques. Le scientifique n’invente pas, il décrypte ce qui est. En effet, on peut considérer que les travaux exposés par C. Bender sont probants. Comme il en rend compte, il part du monde complexe mathématiques, qui ne peut être que théorique, pour descendre ensuite dans le monde réel. Etant donné sa démarche intellectuelle fructueuse on peut supposer que Bender est Platonicien.

Comment interpréter ce résultat si on n’est pas Platonicien ? Cela est mon cas, je ne le suis pas. J’ai plutôt la conviction qu’il faut privilégier le contexte de l’évolution de l’humanité pour conjecturer que c’est notre conception actuelle de l’espace et du temps qui joue un rôle déterminant, entre autres, dans la formation et l’évolution de nos connaissances des lois de la nature à toutes les échelles. Ainsi je considère que les lois mathématiques ne sont pas la preuve d’un ordre divin qui serait a priori ! comme le proclame par ex. R. Penrose, mais des outils, que nous produisons, permettant de décrire dans un langage commun rationnel, logique, les propriétés de la nature, afin que celles-ci puissent être partagées, discutées, comprises, pour être intégrées ou rejetées dans le patrimoine commun du savoir de l’humanité. Alors nous devons toujours privilégier in fine l’observation expérimentale pour adopter ce qui est annoncé dans une prédiction théorique. D’ailleurs C. Bender s’en étonne : « …Jamais dans ma vie, je n’ai pensé que je pourrais prédire quelque chose qui serait directement observable dans une expérience de laboratoire, pas plus de mentionner une simple expérience. » La sincérité de l’auteur m’autorise à penser qu’avec mon hypothèse nous sommes sur un sujet très impactant.

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