Dans cette thèse l’ancienne question philosophique “tout événement a-t-il une cause ?” sera examinée à la lumière de la mécanique quantique et de la théorie des probabilités. Aussi bien en physique qu’en philosophie des sciences la position orthodoxe maintient que le monde physique est indéterministe. Au niveau fondamental de la réalité physique – au niveau quantique – les événements se passeraient sans causes, mais par chance, par hasard ‘irréductible’. Le théorème physique le plus précis qui mène à cette conclusion est le théorème de Bell. Ici les prémisses de ce théorème seront réexaminées. Il sera rappelé que d’autres solutions au théorème que l’indéterminisme sont envisageables, dont certaines sont connues mais négligées, comme le ‘superdéterminisme’. Mais il sera argué que d’autres solutions compatibles avec le déterminisme existent, notamment en étudiant des systèmes physiques modèles. Une des conclusions générales de cette thèse est que l’interprétation du théorème de Bell et de la mécanique quantique dépend crucialement des prémisses philosophiques desquelles on part. Par exemple, au sein de la vision d’un Spinoza, le monde quantique peut bien être compris comme étant déterministe. Mais il est argué qu’aussi un déterminisme nettement moins radical que celui de Spinoza n’est pas éliminé par les expériences physiques. Si cela est vrai, le débat ‘déterminisme – indéterminisme’ n’est pas décidé au laboratoire : il reste philosophique et ouvert – contrairement à ce que l’on pense souvent. Dans la deuxième partie de cette thèse un modèle pour l’interprétation de la probabilité sera proposé. Une étude conceptuelle de la notion de probabilité indique que l’hypothèse du déterminisme aide à mieux comprendre ce que c’est qu’un ‘système probabiliste’. Il semble que le déterminisme peut répondre à certaines questions pour lesquelles l’indéterminisme n’a pas de réponses. Pour cette raison nous conclurons que la conjecture de Laplace – à savoir que la théorie des probabilités présuppose une réalité déterministe sous-jacente – garde toute sa légitimité. Dans cette thèse aussi bien les méthodes de la philosophie que de la physique seront utilisées. Il apparaît que les deux domaines sont ici solidement reliés, et qu’ils offrent un vaste potentiel de fertilisation croisée – donc bidirectionnelle.
Dans cette thèse l’ancienne question philosophique “tout événement a-t-il une cause ?” sera examinée à la lumière de la mécanique quantique et de la théorie des probabilités. Aussi bien en physique qu’en philosophie des sciences la position orthodoxe maintient que le monde physique est indéterministe. Au niveau fondamental de la réalité physique – au niveau quantique – les événements se passeraient sans causes, mais par chance, par hasard ‘irréductible’. Le théorème physique le plus précis qui mène à cette conclusion est le théorème de Bell. Ici les prémisses de ce théorème seront réexaminées. Il sera rappelé que d’autres solutions au théorème que l’indéterminisme sont envisageables, dont certaines sont connues mais négligées, comme le ‘superdéterminisme’. Mais il sera argué que d’autres solutions compatibles avec le déterminisme existent, notamment en étudiant des systèmes physiques modèles. Une des conclusions générales de cette thèse est que l’interprétation du théorème de Bell et de la mécanique quantique dépend crucialement des prémisses philosophiques desquelles on part. Par exemple, au sein de la vision d’un Spinoza, le monde quantique peut bien être compris comme étant déterministe. Mais il est argué qu’aussi un déterminisme nettement moins radical que celui de Spinoza n’est pas éliminé par les expériences physiques. Si cela est vrai, le débat ‘déterminisme – indéterminisme’ n’est pas décidé au laboratoire : il reste philosophique et ouvert – contrairement à ce que l’on pense souvent. Dans la deuxième partie de cette thèse un modèle pour l’interprétation de la probabilité sera proposé. Une étude conceptuelle de la notion de probabilité indique que l’hypothèse du déterminisme aide à mieux comprendre ce que c’est qu’un ‘système probabiliste’. Il semble que le déterminisme peut répondre à certaines questions pour lesquelles l’indéterminisme n’a pas de réponses. Pour cette raison nous conclurons que la conjecture de Laplace – à savoir que la théorie des probabilités présuppose une réalité déterministe sous-jacente – garde toute sa légitimité. Dans cette thèse aussi bien les méthodes de la philosophie que de la physique seront utilisées. Il apparaît que les deux domaines sont ici solidement reliés, et qu’ils offrent un vaste potentiel de fertilisation croisée – donc bidirectionnelle.
Le principe de causalité (ou de déterminisme) et la notion de cause sont étudiés ici à la lumière de la mécanique quantique. Une définition du concept de cause est d’abord proposée. La question : «tout événement a-t-il une cause?» est ensuite abordée. Selon l’interprétation orthodoxe de la mécanique quantique, la réponse à cette question est négative. Mais il est soutenu ici que bien des arguments scientifiquement valables s’opposent à ce point de vue, et que la question du déterminisme reste donc d’ordre philosophique en non pas scientifique, comme le prétendent certains physiciens. Puisque le thème abordé est interdisciplinaire, nous avons voulu utiliser un langage compréhensible pour des généralistes des deux communautés, philosophes et physiciens.
L'idée de déterminisme, proposée pour étendre et généraliser la causalité physique, ajoutant en particulier la considération des conditions initiales, se constitua dès lors comme la référence idéale et considérée comme indépassable de toute connaissance scientifique. Cet idéal devait toutefois se voir dépassé dans plusieurs directions. D'une part, la causalité physique classique se transforma en causalité relativiste, comportant des restrictions sur les possibilités des rapports spatio-temporels et suscitant, avec la relativité générale, l'idée de complétude théorique, méta-concept qui permet de formuler des conditions internes de perfectionnement théorique. D'autre part, le déterminisme proprement dit devait connaître des limitations de sa portée en physique classique même, avec la considération des systèmes dynamiques «non linéaires», déterministes, mais dont le comportement peut être totalement non-prévisible à terme. Enfin, la causalité et le déterminisme se sont vus remis radicalement en question avec l'élaboration de la physique quantique. Le sens exact de ces remises en cause est directement lié aux questions d'interprétation de la théorie quantique : équation causale et problème de la « réduction » de la fonction d'état, d'un côté, prédictions probabilistes, d'un autre côté. Les deux aspects se retrouvent dans la question de la limitation des représentations spatio-temporelles et de sa signification du point de vue théorique. Il faut donc concevoir les problèmes d'interprétation de la théorie quantique en termes du rapport entre la causalité, le déterminisme, et les grandeurs qui portent les contenus physiques effectifs. On est ainsi amené à s'interroger sur un sens directement physique des grandeurs mathématiques de la théorie et, si un tel sens est assignable, à considérer les catégories en question par rapport aux concepts théoriques réellement appropriés, avec comme effet de les « remettre sur leurs pieds ». Cela est du moins possible pour la causalité, ainsi que pour la complétude. Quant au déterminisme, il ne peut être, dans sa formulation usuelle, que statistique, et reste ainsi très en-deçà des possibilités des perspectives théoriques. Ces transformations laissent entrevoir l'impératif d'une autre catégorie, plus fondamentale qu'elles car indépendante des choix conceptuels et théoriques, et pourtant souvent omise dans les débats : celle de nécessité, régulatrice des autres catégories et systèmes de concepts.
Depuis le congrès Solvay de 1927, le point de vue de Bohr, Born, Pauli et d’Heisenberg s’est imposé à toute la science contemporaine contre celui d’Einstein, de Broglie et de Schrödinger : il faudrait dorénavant renoncer au déterminisme et à l’existence d’une réalité objective, mais aussi à la possibilité d’une compréhension du monde physique.L’objectif principal de ce livre est de faire connaître l’onde pilote de Broglie-Bohm, une interprétation alternative qui conserve déterminisme et réalisme et qui faisait dire à John Bell : « Pourquoi l’image de l’onde pilote est-elle ignorée dans les cours ? Ne devrait-elle pas être enseignée, non pas comme l’unique solution, mais comme un antidote à l’autosatisfaction dominante ? Pour montrer que le flou, la subjectivité, et l’indéterminisme, ne nous sont pas imposés de force par les faits expérimentaux, mais proviennent d’un choix théorique délibéré ? »Ce livre étudie les limites de l’onde pilote de Broglie-Bohm et en cherche un dépassement. La « théorie de la double préparation » que proposée par Michel et Alexandre Gondran dépend des conditions de préparation du système quantique et correspond à une réponse à la « théorie de la double solution » que de Broglie a recherchée toute sa vie. Elle permet de mieux comprendre les points de vue d’Einstein, de Broglie et de Schrödinger.Enfin, les auteurs montrent qu’il existe des interprétations de la relativité générale compatibles avec la théorie de la double préparation. Elles permettent une vision commune entre mécanique classique, mécanique quantique et relativité générale dans un espace à quatre dimensions.
On a very intuitive way of thinking, if it is already determined that some event will happen, then there is no non-trivial chance of it failing to happen, and if it is already determined that some event will not happen, then there is no non-trivial chance of it happening. A different sort of worry that arises for an actual frequentist analysis of deterministic chance is that such an analysis seems unsuited to theories like Boltzmannian statistical mechanics or Bohmian mechanics insofar as those theories are supposed to describe the evolution of the Universe as a whole. It should be clear, then, that there are options available for understanding deterministic chance that are in keeping with several of the leading metaphysical analyses of chance. It is widely accepted that whatever chances are, they are to be contrasted with individual credences . According to classical statistical mechanics, the fundamental laws are Newtonian and thus deterministic.
Étant donné la diversité des disciplines scientifiques et philosophiques ainsi que des approches de la réalité réalisées par les arts et les diverses religions, rien n'est plus ambigu que la notion de « réel ».Cest pourquoi l'auteur s'efforce ici, par divers recoupements sémantiques, de faire saillir les principaux concepts de « réel », en les articulant d'ailleurs aux diverses théories de la connaissance que l'histoire de la pensée met en œuvre.Il en profite pour proposer quelques réflexions d'ordre expressément métaphysique touchant la connaissance et ses approches de la « réalité ».S 'IL Y A AMBIGUÏTÉ, à l'intérieur de la physique, entre des théories ou thèses prônant l'indéterminisme quantique et celles qui cherchent des «variables cachées » qui rétabliraient un certain déterminisme « sous-jacent », c'est parce que les unes et les autres supposent un certain « réel » connaissable.Souvent, toutefois, leur concept de « réalité » n'est pas suffisamment explicité ; d'où tant de débats autour du « réalisme » en physique *. 1. Voir : Jean-Dominique ROBERT, Dans quel sens peut-on parler du « réel » ?Réflexions à propos du livre de Bernard d'Espagnai: «À la recherche du réel», in Revue Philosophique de Louvain, 1982, pp.85-118 et 252-281.On y trouvera des éléments de bibliographie et l'exposé des deux thèses en présence.Nous y faisons particulièrement référence à un auteur « réaliste », E. BITSAKI.Il parle des théories à variables cachées, sans que pour cela on y cherche « à restituer un déterminisme mécaniciste au niveau quantique ».Et à ceux qui prétendraient que « les variables cachées sont alors inobservables, donc inexistantes», il répond: «prétendre qu'inobservable signifie inexistant, c'est introduire en physique un postulat philosophique qui ne fait que bloquer la recherche ».D'ailleurs, à ses yeux, « le renouveau de l'intérêt pour ces théories vient aussi de cette possibilité : de démontrer expérimen talement l'action des variables cachées sur certains types de phénomènes ».Dans une telle optique on accuse donc l'École de Copenhague de souscrire à l'idéologie du positivisme.Renvoyons ici, pour complément, à la dernière édition du livre de E.B. : Physique et matérialisme (« Terrains »), Paris, Éditions sociales, 1983, avec son importante annexe : Pour une interprétation réaliste de la mécanique quantiste, pp.405-461.Nous étudions ensuite de près l'ouvrage de Bernard D'Espagnat et son idée de « réel voilé ».Il l'introduit dans sa discussion, mais sans le moins du monde poser des variables cachées qui pourraient d'une façon ou d'une autre rétablir un certain déterminisme, sous-jacent au niveau quantique.L'essentiel de la théorie du réel voilé, c'est que l'on pose «une réalité physique dont 71 JEAN-DOMINIQUE ROBERTJe suis donc obligé de prendre mes distances à l'égard de l'ambiguïté spécifique, propre aux débats internes à la physique, et entre spécialistes, pour essayer de voir en philosophe ce que cela suppose.Je ne suis donc pas un physicien, mais un philosophe.La technique, dans le sens expérimental du mot, et dans celui des formules mathématiques qui essaient de structurer les théories, m'est totalement étrangère.Je ne suis en rien un technicien.Il se fait, tout simplement, que, ayant lu pas mal de physiciens sur les questions de la physique quantique et de l'indéterminisme (avec les discussions relatives à la réalité atteinte en physique) ; ayant eu l'occasion de parler souvent avec des physiciens comme Costa de Beauregard et Bernard d'Espagnat, au sujet des problèmes les plus actuels en la matière, il se fait que j'ai été prodigieusement captivé par le problème même de leurs accords et de leurs désaccords sur certains points essentiels.J'ai pu saisir sur le vif le fait que la physique (comme toutes les sciences dignes de ce nom et arrivées à leur maturité scientifique stricte) travaille à l'aide de modèles.Dès lors la grave question qui se posait pour moi était la suivante : qu'est-ce qu'un modèle, et qu'est-ce que la dite réalité, dont ce modèle semble révéler quelque chose?A moins d'être purement et simplement conventionnaliste et donc nominaliste.Je n'atteindrai pas, dans ce cas, la réalité, mais bien seulement des modèles; et entre les deux il ne faudrait pas vouloir jeter indûment des ponts fragiles et impossibles, pour parler franchement 2 .
Les théories physiques classiques peuvent être interpretées comme représentant le monde en termes d'intéractions causales à la fois locales et déterministiques entre des systèmes characterisés par des propriétés bien définies. Il est bien connu que la mécanique quantique orthodoxe, qui se trouve être une de nos théories les mieux confirmées, ne peut pas être interprétée dans les termes du cadre décrit ci-dessus. Au début des années soixante, John Bell a démontré que toute théorie représentant son domaine dans les termes du cadre classique ci-dessus satisfait une série d'inégalités, les inégalités de Bell. Certains physiciens ont développé des théories alternatives à la théorie quantique orthodoxe, théories dont les interprétations associées abandonnent au moins une des charactéristiques du cadre classique. Les philosophes s'efforcent d'interpreter ce resultat de la physique contemporaine, i.e. s'efforcent de comprendre à quoi peut ressembler le monde s'il est vrai que les interactions entre les systèmes physiques sont soit non-locales, soit non-déterministiques, ou bien que ces systèmes physiques ne possèdent pas de propriétés définies. Cette ligne de pensée a atteint son apogée avec la "métaphysique expérimentale" qui s'est développée après que la violation des inégalités de Bell par l'expérience a été observée. L'interprétation orthodoxe est que les expériences de type Bell nous forcent à accepter certaines formes d'interactions non-locales, et peut- être non causales, au niveau fondamental. Dans cette thèse, j'évalue dans quelle mesure l'investigation philosophique de nos meilleures théories scientifiques peut nous aider à décider de ce que peut être le monde au niveau fondamental. J'étudie cette question en considérant le domaine quantique, et en particulier les phénomènes de type Bell. Mes conclusions pointent dans la direction d'une vue plus modeste du rôle possible de la philosophie de la physique que celle que les programmes de métaphysique expérimentale suggèrent. Dans une première partie, j'étudie le rôle que la philosophie de la physique peut légitimement jouer dans le développement et l'évaluation des différentes theories quantiques. Je soutiens que le rôle de la philosophie de la physique ne consiste pas à imposer des critères d'acceptabilité pour les théories physiques en plus des critères usuels de cohérence interne et d'adéquation empirique. Un rôle à la fois important et légitime que peut jouer la philosophie de la physique consiste à distinguer clairement, pour nos théories et leurs interprétations, ce qui est imposé par les phénomènes et les théories de ce que relèvent de nos choix et préférences. Je soutiens enfin qu'un tel travail d'analyse peut se faire sur la base de l'analyse structurelle de nos théories et de nos modèles de données. Dans la seconde partie de la thèse, j'étudie spécifiquement le cas de l'interprétation des théorèmes de Bell et des expériences associées. J'évalue systématiquement l'interprétation orthodoxe selon laquelle les résultats de ces expériences nous force à accepter une forme "bénigne" de non-localité, bénigne" parce que de type non-causal. Je montre que l'interprétation orthodoxe comprends trois thèses différentes, la première portant sur la question de la localité, la seconde portant sur la question de la causalité et la troisième concernant le holisme. Je fournis des cadres théoriques rigoureux afin d'évaluer ces trois thèses. Le résultat de mon analyse concernant la question de la localité est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue. En revanche, concernant les questions de causalité, aucun des cadres théoriques existant ne permet de soutenir l'interprétation orthodoxe, si cette dernière est comprise dans sa version forte de métaphysique expérimentale. Dans les deux cas cependant, une version faible peut être défendue. En particulier, un résultat important de ma thèse est que l'interprétation orthodoxe peut être défendue rigoureusement au niveau empirique.