La Mécanique Quantique pour les Non Physiciens

I Introduction quantique justifie des th´eories philosophiques consid´er´ees comme bizarres par la plupart des scientifiques, allant de formes radicales d’id´ealisme jusqu’au mysticisme. Heureusement, comprendre les probl`emes philosophiques, ou conceptuels, pos´es par la m´ecanique quantique requiert certes de l’int´erˆet et de l’attention mais ne n´ecessite que peu de connaissances math´ematiques. Le but de cet article est d’expliquer les principaux probl`emes de la m´ecanique quantique, et de discuter de fa¸con critique les commentaires qu’elle a suscit´e, y compris de la part d’´eminents physiciens, en utilisant un minimum de formules math´ematiques 1 . Il serait certes risqu´e d’inciter un ´etudiant ou une ´etudiante `a travailler sur les « fon- dements de la m´ecanique quantique » , surtout si elle ou lui ne b´en´eficie pas de moyens de subsistance et est oblig´e(e) de trouver du travail ; toutefois, on peut dire que ce domaine a fait des progr`es lents mais remarquables durant les derni`eres d´ecennies. Plusieurs phy- siciens c´el`ebres ont consacr´e une partie de leur activit´e `a ces probl`emes ce qui est p. Plus important que cet aspect sociologique, c’est que la discussion sur les fondements n’a pas un caract`ere purement ‘philosophique’ : des ´enonc´es pr´ecis peuvent ˆetre avanc´es et ˆetre test´es exp´erimentalement, des th´eor`emes peuvent ˆetre d´emontr´es, et ce sont ces aspects-l`a de la discussion qui seront envisag´es ici. Je commencerai par expliquer le probl`eme tel qu’il est d’habitude pos´e ; ensuite, on verra que, contrairement `a ce qu’ont parfois soutenu les partisans de « l’´ecole de Copen- hague » , le probl`eme n’est pas de nature philosophique et ne peut pas ˆetre r´esolu en ‘ abandonnant’ simplement le ‘d´eterminisme’ ou le ‘r´ealisme’. Lorsque le probl`eme dit ‘des variables cach´ees’ est abord´e de fa¸con inhabituelle, comme il le sera ici dans la section 4, on s’aper¸coit que les probl`emes de m´ecanique quantique sont diff´erents de ce qu’on pense g´en´eralement. En particulier, le c´el`ebre r´esultat de John Bell ne prouve pas l’impossi- bilit´e des th´eories de variables cach´ees, mais le caract`ere non-local de l’univers (section 5). On pr´esentera ensuite, dans leurs grandes lignes, deux approches qui montrent qu’il n’y a aucune raison de penser que la m´ecanique quantique ne puisse pas ˆetre formul´ee 1 Certains r´esultats plus techniques seront n´eanmoins pr´esent´es dans les annexes ou dans les notes en bas de page. 2