Annexe A. L’onde et la particule, entre probabilité et substance

ANNEXE A

 

L’ONDE ET LA PARTICULE, ENTRE

 

PROBABILITÉ ET SUBSTANCE

 

(Cette annexe vient en complément d’un passage du chapitre 1. Elle traite

d’un aspect essentiel à la compréhension des quanta. Je n’hésiterai pas,

pour cette raison et parce que la répétition est un procédé pédagogique, à

faire quelques redites !)

 

L’onde quantique donne la chance que la particule existe à tel endroit et à

tel instant. Elle est censée donner les chances de trouver la particule réelle

dans un volume arbitraire donné, aussi petit soit-il. Ainsi définie, l’onde

renvoie explicitement à l’idée de particule ponctuelle et insécable.

Autrement dit, elle repose sur l’idée de particule classique.251

Dans la vision officielle, l’onde est fictive et la particule est réelle. C’est

ainsi que la dualité onde-particule est comprise. L’onde est fictive, au sens

où elle une onde abstraite. Elle est alors une onde de probabilité.

Cette onde probabiliste est un pur artifice théorique, un intermédiaire

formel (ou si l’on préfère, un expédient ou une astuce) qui permet au

physicien de faire ses calculs.

Telle est l’interprétation conventionnelle des choses, qui s’est aujourd’hui

solidifiée en dogme.

On peut d’ailleurs noter, sur un ton dubitatif, que si cette onde est vraiment

non physique comme on nous l’affirme, il est curieux qu’elle ait cependant

l’extrême gentillesse de ne jamais se propager plus vite que la lumière.

Comment justifier cette inexplicable conformité à la relativité d’Einstein ?

Pourquoi une onde non physique s’astreint-elle, plus généralement, à

respecter toutes les contraintes du monde physique ? Pour l’holomatière au

contraire, l’onde probabiliste devient une onde de substance. Cette

substance n’est autre que l’holomatière évidemment. Ainsi réinterprétée,

l’onde quantique perd son caractère probabiliste pour en acquérir un autre,

qui fait d’elle une onde paralable. 252

Quant à la particule réelle de la vision officielle, le problème est qu’une

telle particule n’existe pas. Elle n’existe à aucun moment dans le monde

subatomique.

Elle n’apparaît jamais, même si une trace ponctuelle et unique laissée à la

surface d’un écran suggère qu’elle existe parfois, l’espace d’un court

instant. (Cette trace, nous le savons à présent, est due au produit paral

unique et concentré qu’engendre toute phase parale.)

L’holomatière, quant à elle, renverse la perspective de la vision

conventionnelle de l’onde fictive et de la particule réelle. Pour elle, c’est la

particule qui est fictive, et l’onde (paralable) qui existe la plupart du

temps. 253

D’ailleurs, le formalisme théorique est complice de ce point de vue. En

effet, il ignore totalement la particule ponctuelle, qui brille par son absence

de ses équations.254

Par ailleurs, la particule indivisible et ponctuelle n’existe pas non plus dans

la réalité concrète.

Comment puis-je oser dire une chose pareille, quand les gens du métier

trouvent des photons et des électrons ponctuels en pagaille, si souvent

d’ailleurs que c’en est banal ?

J’ose dire cela parce que, là où les experts sont tentés de croire qu’ils

rencontrent la particule, on s’aperçoit en creusant la question que ce n’est

jamais d’elle dont il s’agit.255

Cette tache unique et très localisée est le résultat de la triple évolution

suivante.

D’abord, le photon se concentre fortement, d’un coup et d’un bloc, ce qui

lui donne un air de petit grain de lumière. On se laisserait facilement

prendre au piège ! (Cette évolution discontinue, incompatible avec l’onde,

résulte d’une phase parale 256 .) Ensuite, le photon est absorbé par l’écran.

Enfin, la perturbation locale que provoque son absorption est amplifiée par

le détecteur, jusqu’à créer la tache décelable, « monobloc » et concentrée,

qui est observée.

Ainsi, la particule n’existe ni dans l’abstrait ni dans le concret. Où existe-t-

elle ? Il ne lui reste qu’un seul lieu pour cela : notre imaginaire. C’est là

qu’elle habite. Autrement dit, elle est une parfaite illusion. Elle est fictive,

et ne fait que semblant d’exister. Quand elle se laisse voir, c’est à la manière

d’un trompe-l’œil. Dans cette nouvelle perspective, la dualité onde-particule ne nous parle pas d’une onde fictive et d’une particule réelle, mais

bel et bien d’une onde réelle et d’une particule fictive. 257

C’est à l’opposé de la vision orthodoxe actuelle ! Cette interprétation

remonte à 1926. Cette année-là, Max Born pose que l’onde quantique n’est

pas une onde de substance, mais une onde de probabilité. Cette idée séduit.

Elle a depuis acquis la force d’un dogme : la communauté scientifique la

traite comme une vérité définitive et non sujette à discussion.

Je rappelle, car cela mérite d’être répété, que l’onde « officielle » de Born

est une pure abstraction qui permet d’évaluer les chances (les probabilités)

que la particule réelle soit par exemple trouvée ici ou là, dans un volume

infinitésimal donné.258

Par un imperceptible glissement sémantique, cette onde est souvent

comprise ainsi : L’onde quantique est une pure abstraction qui permet

d’évaluer les chances que la particule réelle soit par exemple ici ou là, elle

indique les probabilités qu’elle existe dans un volume infinitésimal donné.

Simple pinaillage de mots ? Non pas, car ce qui sépare ces deux versions

n’est pas une simple nuance, mais une erreur de pensée qui nous égare et

nous empêche de comprendre les quanta. Une version plus complète et plus

correcte consisterait à dire : l’onde quantique est une pure abstraction qui

permet par exemple d’évaluer les chances que la particule réelle soit

trouvée ici ou là, dans un volume infinitésimal donné, 259 en cas de mesure .

En somme, au lieu d’affirmer simplement que l’onde donne la chance ou la

potentialité qu’a l’électron d’exister ici ou là à un instant donné, on précise

que l’onde donne la chance qu’a l’électron d’exister ici ou là à un instant

donné 260 en cas de mesure et dans ce cas seulement .

 

251. L’onde quantique (et plus exactement, la fonction d’onde) permet de connaître, à chaque instant et en tout point de l’espace, la probabilité de présence des particules. C’est ce qui fait dire aux spécialistes qu’elle est une onde de probabilité sans réalité physique, dont la seule raison d’être est de leur permettre de calculer la densité de probabilité de présence théorique d’un électron, par exemple. Techniquement parlant, les chances ou les probabilités de trouver la particule « réelle » sont à chaque instant et en tous lieux proportionnelles à l’intensité locale de l’onde quantique. (L’intensité d’une onde est proportionnelle au carré du module de son amplitude, qui dans le cas quantique est un nombre complexe. Parler de l’onde quantique est par ailleurs une simplification : cette onde n’est pas unique. Elle est toujours un assemblage d’ondes mutuellement interférentes, qui toutes contribuent à la fonction d’onde ou au paquet d’ondes associé à la particule.) Je souligne au passage qu’il est immédiat que l’interprétation probabiliste de la fonction d’onde, prise à la lettre, est intenable. La preuve : dans le cas « ultrarelativiste » des vitesses proches ou égales à celle de la lumière, elle perd toute légitimité. Elle ne s’applique pas au photon par exemple : il est connu que cela n’a aucun sens de dire que l’on pourrait trouver un photon dans un volume infinitésimal de dimensions inférieures à sa longueur d’onde. Cependant, ironie du sort, cette interprétation probabiliste est généralement justifiée à partir de considérations heuristiques portant sur la célèbre expérience des fentes de Young faite avec. des photons ! On trouvera des précisions sur cet argument ainsi que d’autres arguments contraires à cette interprétation probabiliste dans La Nouvelle Physique de l’esprit (Ransford, 2007), en annexe notamment. (On trouvera dans ce même livre une présentation de l’expérience des fentes de Young qui, je l’espère, permet d’en comprendre les résultats étonnants.)

252. Il y a une certaine ironie (bien involontaire) à rattacher l’aléatoire quantique probabiliste à l’onde ou à la fonction d’onde. Car cette dernière, qui est régie par une équation d’onde strictement déterministe, est justement le seul élément du monde subatomique qui est impeccablement déterministe ! Tout le reste, constitué par des phénomènes granulaires ou corpusculaires, est en revanche authentiquement aléatoire (et probabiliste). Nous l’avons déjà constaté, à propos de l’effet photoélectrique et de l’effet Compton (chapitre 1). Dernier point, l’onde quantique est paralable au sens où, en tant qu’onde de substance et plus précisément encore, en tant qu’onde d’holomatière, elle est susceptible de disparaître momentanément quand cette dernière change d’état, et passe de matière à paral. Ces changements d’état sont, je le rappelle, les phases parales. Le fait, pour l’onde, d’être paralable la rend intermittente ! (Ces phases sont des évolutions microphysiques irréversibles et discontinues. Elles génèrent un produit paral, qui est l’état final – précis – auquel elles aboutissent toujours. Ce produit paral se différencie nettement de l’état initial du système quantique, qui est flou – état superposé ou « surdispersé ». Nous avons déjà vu ses différents points.)

253. L’holomatière, je le rappelle, repose sur une sorte de théorie de la double causalité. Cette dernière stipule que la nature est fondée sur deux formes de causalité, qui sont l’exo-causalité et l’endo-causalité. La première est déterministe tandis que la seconde est aléatoire. (Sur ces notions, voir le chapitre 2.)

254. Le formalisme quantique ne connaît que des ondes, qui s’effacent brutalement lors des phases parales. (Ceci donne une assise formelle à mon approche qui, pour parler comme les philosophes, s’enracine explicitement dans une ontologie ondulatoire plutôt que dans une ontologie particulaire ou corpusculaire.) On compte parmi ces dernières les sauts ou les transitions quantiques, les collapses ou les réductions du paquet d’ondes. On compte tant d’autres choses encore, qui agitent le monde subatomique. L’effet tunnel par exemple, qui permet à un électron de disparaître ici pour réapparaître ailleurs, de l’autre côté d’une barrière qui classiquement lui serait infranchissable, est aussi dû à une phase parale. (C’est d’ailleurs, soit dit en passant, la raison pour laquelle les physiciens ne parviennent pas à déterminer un « temps de traversée » acceptable de cet électron qui franchit la barrière : ils envisagent une propagation de l’électron d’un côté à l’autre de la barrière, alors que le phénomène qui se produit est d’une tout autre nature. Il met en scène, non pas une propagation pure et simple de l’électron, mais un saut discontinu lié à la phase parale qui est au cœur de l’effet tunnel. Cela fait un monde de différence ! 1ncidemment, l’effet tunnel et le problème théorique non résolu du temps de traversée donnent un moyen de démontrer rigoureusement et définitivement, en montrant qu’on peut le résoudre en l’analysant comme dû à une phase parale, qu’il existe des phases parales – ou des réductions du paquet d’ondes, ou encore, des collapses du vecteur d’état ; pour employer les expressions usuelles – non liées à des actes de mesure. À l’origine de l’effet tunnel est le fait suivant : la barrière de potentiel, qui permet cependant à l’onde quantique d’être de ses deux côtés à la fois, crée pour l’électron une menace quantique.) Outre leur caractère non ondulatoire, ces sauts, réductions et consorts sont des évolutions soudaines, aléatoires, irréversibles, arelativistes et discontinues. Elles sont aussi « non unitaires ». (L’unitarité est une propriété mathématique universelle des évolutions ondulatoires des systèmes microphysiques.) Je pourrais leur rajouter d’autres propriétés tout aussi exclusives, aux noms plus exotiques encore : ces évolutions sont indécises, analgorithmiques et supralicides ! On voit combien les connaissances actuelles nous donnent des renseignements précis et utiles sur l’état paral de l’holomatière.

255. Les experts croient rencontrer la particule quand ils observent par exemple la minuscule tache laissée par un photon à la surface d’une plaque photographique ou d’un écran de détection (l’un et l’autre sont des détecteurs). Ou encore, quand ils observent (dans l’expérience des fentes de Young notamment) le passage du photon par une seule fente, au travers d’une plaque plusieurs fois fendue, dans le cas où l’on a placé des détecteurs annexes à proximité. Cette tache unique et minuscule accrédite l’image de la particule indivisible et ponctuelle. Or, elle n’est pas la dépouille d’un photon granulaire qui, surpris en plein vol, se serait écrasé sur la plaque. Cette tache est une perturbation due à l’apparition d’un produit paral, qui est ensuite amplifiée pour devenir macroscopiquement détectable. (Ce produit paral amplifié est lui-même de nature strictement ondulatoire : il est lié à des systèmes quantiques décrits par des fonctions d’onde. Cherchez une particule ponctuelle dans tout cela, vous ne la trouverez pas !) Quant au passage du photon par une seule fente dans l’expérience des fentes de Young, elle est liée à la présence, derrière les fentes, de détecteurs annexes. Ces détecteurs déclenchent une première phase parale (d’où le passage par une seule fente), qui sera suivie d’une deuxième, au contact de l’écran d’observation. La présence de ces deux phases parales successives, qui à ma connaissance n’a pas été comprise jusqu’ici (elle n’est jamais mentionnée dans aucun exposé), est la clef qui permet de saisir parfaitement ce qui se trame dans cette expérience fondamentale de la physique quantique. (On trouvera une présentation détaillée de l’expérience des fentes de Young dans La Nouvelle Physique de l’esprit, Ransford, 2007.)

256. À cause de la quantition, le photon ne peut se faire absorber que d’un bloc et en totalité, après s’être concentré pour supprimer sa surdispersion initiale. (La quantition, je le rappelle, est une loi du tout-ou-rien qui régit les particules élémentaires. Elle leur interdit de se laisser découper, quand ils sont sous forme ondulatoire : la quantition s’oppose à la partition. Elle exige le maintien de l’intégrité ondulatoire du photon – en toutes circonstances. Il a aussi le droit de disparaître, en se laissant absorber par exemple.) Avant de se faire absorber, le photon doit donc se concentrer fortement, car il est initialement très étalé (en tant que paquet d’ondes) à la surface de la plaque photographique. C’est pourquoi il passe d’abord par une phase parale, seule capable de le concentrer pour lui permettre d’être absorbé en un seul point. (La phase parale, conformément au scénario général lié à l’holomatière, se déclenche dans le photon parce que la quantition est menacée en lui. Elle l’est sous l’influence de l’écran de détection. Un détecteur quantique a justement pour rôle principal de menacer la quantition dans la particule élémentaire qui vient à son contact. Son deuxième rôle, je le rappelle, est d’amplifier le produit paral obtenu, pour en faire un résultat de mesure.)

257. Il me faut toutefois ajouter la petite subtilité que nous connaissons à présent : cette onde est paralable. Cela résulte directement du fait qu’elle est une onde holomatérielle (présente à l’état matière exclusivement).

258. Plus précisément, je le rappelle, c’est le carré de la norme de cette onde qui donne ces chances

ou ces probabilités. L’amplitude de la fonction d’onde en un point de l’espace-temps – soit φ(r, t) – permet alors, par son module au carré – soit 2 │ φ (r, t ) │ – de définir une densité de probabilité de présence de la particule en ce point. Cette définition conventionnelle de l’onde de probabilité repose sur l’image d’une particule ponctuelle et insécable, puisqu’elle donne les chances de trouver cette particule, entière, dans un volume arbitrairement petit. Elle repose donc sur l’image d’une particule classique, qui apparaîtrait de façon intermittente (lors des mesures). J’objecte à une telle définition le fait, déjà souligné, qu’une telle particule n’existe pas. Elle n’existe strictement jamais ! (Si Born disait vrai alors, dans l’infiniment petit, les probabilités – qui, par ailleurs, refusent d’obéir aux règles usuelles du calcul des probabilités – seraient d’ailleurs bien curieuses : elles onduleraient ! Plus surprenant encore, elles ne se propageraient jamais plus vite que la lumière. Ce dernier trait est vraiment étonnant, de la part d’entités abstraites : que l’onde probabiliste, non physique, respecte scrupuleusement la limite relativiste des vitesses est carrément invraisemblable. Pourquoi cette onde fictive se soumet-elle docilement aux contraintes matérielles des vraies ondes physiques ? Franchement, c’est à faire douter de l’interprétation de Born.)

259. Pour l’holomatière, nous l’avons sans doute compris, une version vraiment exacte est la formulation suivante : L’onde quantique permet par exemple d’évaluer les chances que la particule quantique se concentre, en cas de phase parale, ici ou là. (On note au passage qu’à l’exception des phases parales, j’identifie la particule quantique à l’onde quantique associée ou, plus précisément, à son paquet d’ondes ou à sa fonction d’onde ; que l’on nomme aussi, plus généralement, son vecteur d’état. Schrödinger avait essayé de faire de même… sans y parvenir, car il ignorait cette petite finesse du monde subatomique qui consiste pour l’onde quantique à être paralable. Ceci signifie – je le répète car il est essentiel de le saisir si l’on veut comprendre les quanta et l’holomatière – que la particule quantique, qui ondule la plupart du temps, peut se concentrer brutalement. Elle le fait pour préserver la quantition. C’est-à-dire pour « sauver » son unité ondulatoire, alors menacée. Dans ce cas, elle n’ondule plus : par définition, l’onde paralable disparaît à l’état paral !) C’est bien parce que l’on ignore que l’onde est paralable qu’on est obligé d’inventer une onde fictive imbibée de probabilités.

260. Nous verrons qu’une formulation plus générale et plus profonde est celle-ci : l’onde donne, en cas de phase parale et dans ce cas seulement, les chances que le produit paral soit ici ou là, ou qu’il soit ceci ou cela.

 

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