Cet article a pour objet d’évaluer l’apport de la physique quantique dans la compréhension du phénomène de la conscience. Si certaines approches quantiques de la conscience n’apportent aucun éclairage nouveau aux questions laissées en suspens par la neurobiologie actuelle, nous montrons que d’autres s’avèrent tout à fait prometteuses. D’une part en proposant, dans le cadre de la théorie quantique des champs, une explication de la synchronisation à grande échelle du cerveau qui est requise pour l’intégration et la diffusion de l’information, préalable à la construction de percepts conscients. D’autre part, en utilisant les concepts typiquement quantiques de complémentarité et d’intrication ainsi que le formalisme correspondant pour construire une représentation unifiée du phénomène de la conscience permettant de dépasser le cadre matérialiste dans lequel l’expérience subjective ne trouve aucune place. La théorie quantique permet, en effet, de représenter la co-émergence des deux aspects psychiques et physiologiques enchevêtrés de la conscience à partir d’un niveau «neutre » de réalité psychophysique plus fondamental sans faire appel à un mystérieux concept de causalité entre processus mentaux et physiologiques -un mode de représentation qui peut s’appliquer plus généralement pour modéliser l’unité psychosomatique de l’individu.
Cet article a pour objet d’évaluer l’apport de la physique quantique dans la compréhension du phénomène de la conscience. Si certaines approches quantiques de la conscience n’apportent aucun éclairage nouveau aux questions laissées en suspens par la neurobiologie actuelle, nous montrons que d’autres s’avèrent tout à fait prometteuses. D’une part en proposant, dans le cadre de la théorie quantique des champs, une explication de la synchronisation à grande échelle du cerveau qui est requise pour l’intégration et la diffusion de l’information, préalable à la construction de percepts conscients. D’autre part, en utilisant les concepts typiquement quantiques de complémentarité et d’intrication ainsi que le formalisme correspondant pour construire une représentation unifiée du phénomène de la conscience permettant de dépasser le cadre matérialiste dans lequel l’expérience subjective ne trouve aucune place. La théorie quantique permet, en effet, de représenter la co-émergence des deux aspects psychiques et physiologiques enchevêtrés de la conscience à partir d’un niveau «neutre » de réalité psychophysique plus fondamental sans faire appel à un mystérieux concept de causalité entre processus mentaux et physiologiques -un mode de représentation qui peut s’appliquer plus généralement pour modéliser l’unité psychosomatique de l’individu.
Ce travail a pour objet d'évaluer l'apport de la physique quantique à la compréhension du phénomène de la conscience. Les modèles « classiques » de la conscience proposés actuellement laissent en suspens deux questions importantes: (a) l'explication de la synchronisation de régions éloignées du cerveau qui semble nécessaire à la construction de percepts conscients ; (b) la question du fossé explicatif qui existe entre l'expérience subjective, relevant de ce que le sujet est capable de ressentir de façon privée, et la description de ses corrélats neurophysiologiques dans le langage de la science, à la troisième personne. Les approches quantiques de la conscience sont systématiquement exposées et critiquées. Le « modèle dissipatif du cerveau »proposé par Vitiello et Freeman semble corroborer les données expérimentales et pourrait ainsi contribuer à résoudre cette dernière question (a). Ce modèle utilise une propriété fondamentale de la théorie quantique des champs selon laquelle la brisure spontanée de symétrie au sein d'un système physique donne lieu à l'émergence d'une dynamique collective pour ce système. Les modèles, relavant de la conception du monismeneutre, qui ont développés par Bohm et Hiley, et, plus récemment, par Atmanspacher et Primas, utilisent la théorie quantique pour son pouvoir expressif (concepts de complémentarité et d'intrication) et non comme une théorie de la seule matière pour bâtir une représentation unificatrice du phénomène de la conscience. Ils permettent de dissoudre la question (b) du fossé explicatif. Nous proposons enfin de prolonger et d'appliquer,plus généralement, ce mode de représentation au domaine psychosomatique.
On repère deux modalités fondamentales de l’inscription de la perception humaine dans le monde: l’une, continue dans l’ordre de la perception du temps, l’autre discontinue, dans l’ordre de l’appréhension distinctive des étants. Si l’on bute rapidement sur des difficultés insurmontables dans l’exploration de la première, la seconde offre un champ d’exploration large et fécond. En m’appuyant sur un schéma topologique que j’avais mis au point pour tenter de résoudre certaines questions restées sans réponses dans la définition et la compréhension de certains troubles psychiques et cognitifs comme l’autisme, j’analyse une fonction fondamentale du langage: la fonction distinctive. J’ai repéré ce faisant une étonnante préfiguration matricielle de cette fonction présente aux confins de la matière, mise en lumière par une expérience de physique quantique « classique », mais réactualisée en 2013 par une équipe de physiciens américains. Analysant les résultats obtenus au croisement d’une théorie du passage de l’infiniment petit au monde macroscopique — la théorie de la décohérence quantique — et des inférences autorisées par mon schéma, je propose une explication apparemment satisfaisante des entorses à la logique classique constatées en physique quantique. Il apparaît que le lien entre l’opérateur distinctif présent au niveau quantique et celui qui se manifeste dans le langage n’est pas d’ordre analogique mais signale plutôt une étroite parenté ontologique. De sorte que l’univers lui-même, et nous-mêmes en son sein, semblons constitués fondamentalement par cet opérateur que l’on pourrait qualifier de « metalinguistique » — indice à l’appui d’une approche moniste sans doute plus féconde et pertinente que l’approche dualiste ordinairement réservée à la distinction entre esprit et matière.
Les travaux récents en fondements de la théorie quantique (des champs) et en information quantique relativiste tentent de mieux comprendre les effets des contraintes de causalité imposées aux opérations physiques sur la structure des corrélations quantiques. Le premier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude des implications conceptuelles de la non-localité quantique, notion qui englobe celle d'intrication dans un sens précis. Nous détaillons comment les récentes approches informationnelles tentent de saisir la structure des corrélations non-locales, ainsi que les questions que ces dernières soulèvent concernant la capacité d'un observateur localisé à isoler un système de son environnement. Le second chapitre détaille les effets de l'invariance de Poincaré sur la détection et la quantification de l'intrication. Cette invariance impose que tous les systèmes soient modélisés en dernière instance dans le cadre de la théorie des champs, ce qui implique qu'aucun système à énergie finie ne puisse être localisé, ainsi que la divergence de toute mesure d'intrication pour des observateurs localisés. Nous fournissons une solution à ces deux problèmes en démontrant l'équivalence générique qui existe entre une résolution spatiale finie des appareils de mesure et l'exclusion des degrés de liberté de haute énergie de la définition du système observé. Cette équivalence permet une interprétation épistémique du formalisme quantique standard décrivant les systèmes localisés non-relativistes et leurs corrélations, clarifiant ainsi l'origine des mesures finies d'intrication pour de tels systèmes. Le dernier chapitre explore un cadre théorique récemment introduit qui prédit l'existence de corrélations quantiques sans ordre causal défini. Procédant par analogie avec le cas des corrélations non-locales, nous présentons quelques principes informationnels contraignant la structure de ces corrélations dans le but de mieux en comprendre l'origine physique.
La question de la causalite a ete centrale dans les discussions qui ont accompagne l'invention des nouvelles theories physiques dans les premieres decennies du XXeme siecle, la Theorie de la relativite et la Mecanique quantique. Celles-ci en effet ont remis en cause soit la forme de la causalite physique telle qu'elle etait concue dans le cadre de la mecanique classique, soit meme la pertinence de la causalite comme telle. Or, l'intelligibilite de la nature semblait jusque-la intrinsequement liee a cette forme causale classique, et a plus forte raison a la causalite en soi. On estimait en effet que la causalite classique avait apporte la clarte dans une matiere reputee etre restee confuse chez les philosophes. Les inflexions radicales introduites par les nouvelles theories physiques conduisent donc a questionner l'intelligibilite scientifique, et dans le meme mouvement la nature et la signification de la causalite telle qu'elle est comprise par la science physique. L'etude de l'œuvre de quelques-uns des fondateurs de ces theories fait ressortir que la causalite est dans cette perspective une relation ideale qui a pour fonction d'assurer l'objectivite du discours scientifique. A ce titre, elle ne saurait etre tenue pour une propriete du reel, mais doit etre comprise comme une categorie hermeneutique. Elle opere dans le cadre d'un discours qui se concoit comme une mise en forme de phenomenes, et qui ne trouve de sens que par et dans la negation d'un ordre en soi de la nature.
La pensée physique - et, jusqu'à un certain point, la pensée mathématique, du moins géométrique - s'est toujours appuyée sur la notion d'espace, comme par exemple le concept de dimension spatiale qui a donné l'idée de grandeur physique mathématisée. Jusqu'à la théorie de la relativité générale, celle-ci comprise, les conceptions des systèmes physiques et des phénomènes dont ils sont le siège ou l'origine ont été tributaires d'une pensée de l'espace, et ces phénomènes et ces systèmes sont, en général, pensés dans l'espace, même s'ils ont contribué à modifier la pensée de l'espace et s'ils ont obligé à reformuler notre «intuition spatiale». La physique quantique a remis en question cette certitude tranquille en mettant la pensée de l'espace et dans l'espace devant le dilemme suivant : ou bien garder le concept d'espace physique dans le sens précédent qui nous semble naturel et renoncer à l'idée que les «systèmes quantiques» pourraient être représentés directement dans cet espace comme des systèmes dotés de propriétés qui leur soient propres ; ou bien admettre que cela a un sens de parler de systèmes quantiques ayant des propriétés et enlever à l'espace son rôle premier dans la représentation de ces systèmes. En prenant ce second point de vue, on est amené à penser la physique autrement que «dans l'espace» au sens habituel ; et cependant, on a toujours, à un moment ou à un autre, à envisager les systèmes physiques quantiques en référence à cet espace, qui est celui des corps macroscopiques et du cosmos dans son état actuel. Se demander comment une telle pensée est possible amène donc en même temps à s'interroger sur le rapport entre le monde quantique et l'espace physique de notre expérience. Cette interrogation passe par un inventaire des modifications du concept d'espace requises par la description physique des systèmes quantiques. On concluera en évoquant l'idée d'une émergence du concept d'espace à partir des phénomènes quantiques, tant du point de vue épistémologique (émergence d'un certain niveau de réalité à partir de niveaux sous-jacents) que du point de vue cosmogénétique (formation et expansion de l'espace physique des objets macroscopiques).
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.