Chapitre 1. Un monde hallucinant

1 UN MONDE HALLUCINANT

 

Bienvenue dans ce monde d’ici-bas, où la vie est un théâtre dont nous

sommes des acteurs éphémères. Bienvenue dans ce monde de beauté et de

complicités, de joies et de souffrances, de forces et de vulnérabilités.

Dans ce théâtre, tout change en permanence. Rien n’est acquis, rien n’est

jamais définitif. Tout évolue et se transforme, aussi sûrement qu’au jour

succédera la nuit, et que la nuit enfantera le jour.

La vie elle-même court vers la mort mais, par une singulière complicité des

contraires, de la mort elle-même renaîtra la vie.

Il en est ainsi depuis des temps immémoriaux, et il en sera ainsi pendant

longtemps encore. Car telle est la règle, telle est la loi… Dans ce théâtre,

nous cherchons le sens, nous cherchons la lumière. Lumière et sens : c’est

en eux que nous trouvons la nourriture de l’âme qui nous donne la force de

survivre.

Nous cherchons souvent avec notre tête, mais nous ne pourrons trouver

qu’avec notre cœur, en pratiquant l’amour et l’humour.

Notre cœur, plus que notre esprit, sait. Il a compris. Il connaît les règles du

jeu de la vie. Il sait que nous sommes tous solidaires et interdépendants.

Même quand nous l’ignorons, ou l’avons oublié. Il sait que vivre, c’est

partager. D’abord et avant tout ! Une belle phrase de Susan Jeffers nous le

rappelle. Elle écrivait : « Notre vie n’est pas une possession à défendre, elle

est un don à partager. » Vivre c’est partager.

En observant le monde de l’extrêmement petit, celui des atomes et des

particules, notre intellect redécouvre cette loi de l’univers et de la vie.

Les atomes et les particules sont au cœur même de la révolution quantique.

Cette bourrasque, qui agita le monde de la physique dans les années 1900-

1930, balaya la vision classique des choses, laquelle faisait de l’univers une

gigantesque mécanique rigide, prévisible et sans surprise.

C’est elle dont je vous parle à présent ; car elle nous donnera des clefs

qu’elle seule possède. Ces clefs nous permettront d’ouvrir les portes de la

compréhension. Elles élargiront notre perspective sur la question du sens.

La révolution quantique nous met au cœur de l’univers des quanta, ces

infimes paquets de matière et d’énergie qui s’échangent en permanence

dans l’intimité des choses.

Bienvenue dans le monde stupéfiant du minuscule et des quanta. Il est le

lieu où nos concepts basculent, où nos certitudes vacillent et où l’intuition

comme le bon sens ne sont plus d’aucune utilité. C’est ce que nous

découvrirons, avec nos yeux ébahis.1

Les quanta sont ridiculement petits : leur monde est celui de l’atome et des

objets subatomiques,2 que leur extrême petitesse rend définitivement

inobservables. Leur échelle est celle du milliardième de mètre. Ils semblent

parfois plus virtuels que réels. Cet « inframonde », étrange et hors de notre

portée, comprend l’électron, le proton, le photon ou grain de lumière, le

muon et le neutrino, et tant d’autres encore. Il grouille de toutes les

particules élémentaires de la nature, boson de Higgs compris.

Le royaume des quanta est ahurissant. Il semble en proie à tous les

paradoxes, tant ses propriétés paraissent furieusement déraisonnables, voire

impossibles. Ceux qui l’étudient sombrent généralement dans une

irrésistible perplexité… Aujourd’hui, on sait bien décrire le comportement

des quanta, mais on ne sait toujours pas l’expliquer. Notre entendement s’y

perd ! Mon but sera ici de faire de cet obstacle une opportunité. Je

m’appuierai sur cette idée simple que, quand on ne peut pas comprendre,

c’est qu’il y a quelque chose d’autre à comprendre.

Certes, c’est facile à dire… Mais toute la question est alors de savoir quel

pourrait être ce « quelque chose ». Quel est-il ? C’est ce que nous allons

découvrir dans les pages qui suivent.

Mon ambition est de montrer qu’il y a place pour une compréhension

cohérente (et en principe, testable) de la matière et du monde, qui

s’émancipe du dogme matérialiste en vigueur aujourd’hui. 3

Je crois en effet que les faits connus sont parfaitement compatibles avec une

approche qui déborde du cadre matérialiste.

Je dirai même plus : pour comprendre la matière jusque dans son intimité, il

est peut-être indispensable de comprendre qu’elle n’est pas fermée sur elle-

même. Elle est au contraire imbibée d’une dimension autre, qui émane d’un

ailleurs qui peut agir en elle.

Cette dernière transcenderait les lois du monde tangible. Elle procéderait

d’une réalité non matérielle que nous approcherons, sans cependant pouvoir la connaître en totalité, car elle s’accompagne d’une part irréductible de

mystère.

Je l’appellerai le ‘psi’, un ‘psi’ que je décrirai comme « endocausal ». La

matière enrichie par lui deviendra l’holomatière. 4

L’humble électron, cet insignifiant petit bout de matière, nous surprend –

nous verrons pourquoi. Il a bien des choses à nous dire et à nous faire

comprendre.

Dans ce livre, et pour fixer les idées, je prendrai généralement cet électron

comme symbole de toutes les particules élémentaires de la nature.

Malgré la perspicacité des chercheurs et des savants, l’électron échappe

encore à notre entendement. Il reste inintelligible, même aux yeux des plus

grands spécialistes. Pourquoi cela ?

Je subodore que s’il en est ainsi, c’est parce qu’il nous manque une pièce

maîtresse de ce grand puzzle qu’est la réalité. Cette pièce, brillant par son

absence, nous empêcherait alors de comprendre et de reconstituer le puzzle.

Elle serait la clef de l’énigme.

Le jour où nous l’aurons saisie, nous comprendrons l’électron. Nous

comprendrons enfin l’univers des quanta. Et nous saurons mieux qui nous

sommes ! Nous saurons même, peut-être, si quelque chose survivra de nous,

après que notre corps soit redevenu poussière ! Telle que je la conçois, cette

pièce manquante est le ‘psi’. En la rajoutant à notre image du monde, nous

accéderons peut-être à une connaissance plus étendue du monde et de ses

mystères. Peut-être même notre connaissance grandira-t-elle jusqu’à la

conscience et l’au-delà.

Nous découvrirons alors que l’au-delà est multiple : il se pourrait que la vie

après la vie soit un voyage vers au moins deux grandes destinations dans

l’invisible.

C’est en tout cas ce que je crois, et c’est ce qui m’a motivé à écrire cet

essai.

 

LA PASSOIRE ET LE BAOBAB

 

Nos yeux sont faits pour voir les objets ordinaires, et notre intuition

courante s’est construite à leur contact. Par ce simple fait, les objets qui

nous entourent nous sont intelligibles et nous paraissent normaux.

La normalité, comme la beauté, est dans l’œil de celui qui regarde ! Les

quanta, en revanche, échappent à notre regard. Rien chez eux ne nous est

familier. Par exemple, l’électron, le photon et toutes les particules élémentaires ne correspondent pas à nos attentes. Ils sont un mélange

rocambolesque et inexplicable de la particule et de l’onde.

Onde et particule : le plus surprenant est que ces deux aspects sont

inconciliables. Comment l’électron peut-il être l’une et l’autre ? Comment

peut-il réunir ces deux visages, être à la fois l’onde étalée et continue, et la

particule ponctuelle et discontinue ?

C’est insensé.

Qui peut comprendre cela ? Honnêtement, personne. C’est comme si on

nous disait qu’une passoire est aussi un baobab : on sait bien qu’il n’existe

rien de tel. Sauf peut-être dans l’imaginaire des fous et des poètes.

Il m’amuse, à ce propos, de rappeler cette phrase souvent citée d’Albert

Einstein : « La chose éternellement incompréhensible sur le monde est qu’il

soit compréhensible. » Einstein s’étonnait que le monde soit intelligible.

Il ne l’est en tout cas plus avec les quanta. Le monde microscopique et les

choses qui l’habitent sont tout sauf compréhensibles. Ce monde incite à

inverser la phrase d’Einstein, ce qui donne : « La chose éternellement

compréhensible sur le monde est qu’il soit incompréhensible. »

Compréhensible ou incompréhensible ? Nous verrons qu’un espoir de

comprendre subsiste malgré tout. Peut-être que la matière, comme je l’ai

déjà suggéré, est un puzzle dont il nous manque une pièce maîtresse.

C’est cette pièce manquante qui nous empêcherait de comprendre.

Trouvons-la, rajoutons-la, et nous comprendrons alors : c’est là, d’ailleurs,

toute l’ambition de cet essai.

Si nous comprenons, si nous rendons enfin le monde atomique et

subatomique pleinement intelligible, alors Einstein aura finalement raison !

 

LE PETIT GRAIN DE MATIÈRE

 

Pour la physique classique, la particule est un petit grain de matière

microscopique, une sorte de bille minuscule à l’excès dont tous les objets

du quotidien seraient faits, par assemblage. La particule classique est même

sans épaisseur : elle occupe un volume nul, comme le point de la droite

géométrique.

Cette notion a une origine qui remonte à la Grèce antique. Elle apparaît

avec l’école des atomistes grecs, cinq siècles avant notre ère, dont

Démocrite fut le représentant le plus célèbre.

Démocrite proclame que toute matière est formée par l’assemblage d’un

nombre immense de petits grains. Ces grains, trop petits pour être vus, sont les atomes. (Le mot atome désigne, par son étymologie même, un objet

indivisible ou insécable.)

Démocrite a une vision tranchée des choses. Pour lui, il n’existe que des

atomes et, autour d’eux, du vide. Tout le reste, dit-il, n’est que

commentaires. Pour lui, le réel se réduit donc aux atomes, au vide et aux

commentaires – ce qui se passe évidemment de commentaire ! Aujourd’hui,

l’atome a changé. Il désigne un objet plus gros, dont on a rapidement

découvert qu’il a une structure composite et qu’il est sécable. Il comprend

un noyau autour duquel tournent des électrons. Ce noyau est fait de

neutrons et de protons. L’atome moderne est donc un assemblage

d’électrons, neutrons et protons.

Les particules élémentaires sont l’équivalent moderne de l’atome de

Démocrite. Elles sont les briques élémentaires de la matière, dont elles sont

les composants ultimes et insécables.5 Par assemblage, elles forment tous

les objets matériels de la nature (qu’ils soient solides, liquides ou gazeux).

Même si l’atome n’est plus ce qu’il était depuis qu’on l’a brisé, les

atomistes grecs avaient vu juste sur l’existence de petits bouts de matière

qui par assemblage constituent tous les objets ordinaires. Ils avaient aussi

vu juste à propos du vide : un atome, c’est surtout du vide.

Et du vide, il en a à revendre : on sait aujourd’hui que l’atome est vide à

près de 99,99 % ! Il en est ainsi car son noyau est excessivement petit par

rapport à la distance qui le sépare des électrons qui tournent autour de lui.

Le noyau, où se concentre pratiquement toute la masse de l’atome, est par

rapport à sa taille globale comme une bille au milieu d’un terrain de

football. C’est peu, c’est même rikiki !6

Intuitivement limpide et simple à comprendre, la particule classique avait

de quoi séduire. Pour l’obtenir, il suffisait dans l’idéal de découper

n’importe quel bout de matière en morceaux de plus en plus petits, jusqu’à

les rendre bien plus menus que le plus infime des grains de sable ou de

poussière, et ne plus pouvoir découper plus fin encore.

Cette particule est assimilable à une boule de billard en modèle très réduit.

Dure, solide, impénétrable, indivisible et ponctuelle, elle jouit d’une identité

claire et sans ambiguïté.

Au plan théorique, elle est si petite qu’on envisage même qu’elle soit

concentrée dans un volume sans épaisseur, à la manière d’un point

géométrique d’extension nulle.

On peut en principe suivre la particule classique dans toutes ses évolutions

et dans tous ses déplacements, car à tout moment sa position et sa vitesse

peuvent être simultanément connues avec la précision voulue. Elle suit donc

une trajectoire parfaitement définie.

La particule classique – appelée aussi un corpuscule, ou un « petit corps » –

possède à chaque instant des caractéristiques précises et permanentes (son

énergie, sa masse au repos, sa vitesse, sa charge électrique, etc.), qui toutes

sont indépendantes du fait qu’on les mesure ou non. En bref, elle est un

personnage familier et sans mystère.

Ce corpuscule s’accompagne d’un deuxième personnage important, qui est

l’onde. L’onde a des affinités avec la notion de champ (tel le champ

électromagnétique, qui est le plus connu). Comme lui elle est étalée, et

variable d’un point à un autre de l’espace.

 

L’ONDE CLASSIQUE

Il n’est que trop évident que l’onde et la particule sont très différentes. D’un

côté, le petit grain de matière occupe un volume infime, voire nul. Tel un

caillou lilliputien, il est figé dans son inaltérable solidité, qui le rend

impénétrable et intrinsèquement statique.

L’onde au contraire s’étale, comme une vague à la surface de l’eau. Elle est

dynamique et fluctuante. Elle est à la fois ici et là. Elle s’adapte et se

déforme, comme toute oscillation dans l’air ou dans l’eau.

L’onde se propage, se diffracte et interfère. Elle fait tant de choses ! En bref,

elle n’est jamais au repos. Elle s’agite en permanence dans la nature. On dit

qu’elle vibre, qu’elle pulse, qu’elle ondule ou oscille. Au choix ! Quand

l’onde est sinusoïdale comme c’est souvent le cas en physique, elle est une

alternance régulière de crêtes et de creux ; à partir desquels on définit sa

période et sa fréquence. Son trait le plus significatif, qui jouera un rôle

important par la suite, est sa capacité à interférer.

Que signifie, pour des ondes, le fait d’interférer entre elles ? Cela signifie

qu’elles se renforcent ou s’amoindrissent mutuellement. C’est à nouveau

comme les vagues à la surface des flots, qui soit se renforcent, soit

s’amoindrissent les unes les autres, selon la façon dont elles se rencontrent

et se superposent localement.7

Nous verrons que cette interférence se produit au sein de tout électron

quand il « ondule ». Elle a une façon bien à elle de le localiser, ou de le concentrer dans l’espace ; d’autant plus efficacement que la distribution des

vitesses (ou des impulsions) de ses ondes est dispersée.8

Au total, le jeu de l’interférence des ondes de l’électron est tel que, plus la

vitesse individuelle de ces ondes est variée ou dispersée autour d’une valeur

moyenne, plus leur concentration spatiale est élevée ; et inversement.9

Par ailleurs, l’étalement spatial de l’onde peut être plus que gigantesque, par

les éventuelles ramifications à l’infini que forment ses prolongements

indéfinis. Il n’est en tout cas jamais nul : sans un étalement minimal, l’onde

ne saurait exister.

Cet étalement est un « espace vital » nécessaire pour que l’onde puisse

produire son incessant mouvement, qui définit et caractérise son existence

même.

Un point important est que l’interférence des ondes est une propriété qui

révèle leur présence : partout où l’on constate de l’interférence dans la

nature, on peut être certain que des ondes en sont la cause.

Si vous trouvez de l’interférence, cherchez les ondes : elles ne sont pas

loin ! L’interférence ondulatoire est aisée à comprendre. Elle met en scène

une dynamique que crée l’addition, ou la superposition, des ondes en un

même lieu. Cette interférence est de deux sortes. Elle est localement

constructive ou destructive (plus toute la palette des situations

intermédiaires).

L’interférence ondulatoire est constructive là où des crêtes (ou des

« bosses ») s’ajoutent à d’autres crêtes. Elle l’est aussi là où des creux

s’ajoutent à des creux. On dit alors que les ondes concernées sont en phase.

L’interférence est en revanche destructive quand la crête d’une onde

rencontre le creux d’une autre onde. Alors, l’une tire vers le haut tandis que

l’autre se superpose à elle en tirant vers le bas. Le résultat obtenu est un

compromis entre ces deux influences contraires. On dit dans ce cas que les

ondes sont en opposition de phase.

Tout cela est plutôt facile à comprendre. C’est le bon sens même ! J’ajoute

que l’onde classique n’est pas forcément une onde de substance. Elle est

généralement conçue comme une vibration périodique qui agite un milieu

inerte, tel le son dans l’air ou les vagues dans l’océan.

Aussi, quand elle traverse le vide comme c’est le cas pour la lumière qui

voyage au loin, le physicien classique invente l’éther. Ce dernier lui permet

de ramener la lumière à son schéma habituel : elle devient une vibration qui

agite cet éther.

L’éther était un hypothétique milieu invisible dans lequel l’univers entier

était censé baigner ; mais il n’a pas résisté à l’usure du temps. Ce milieu

artificiel et inobservable devait posséder des propriétés contradictoires. Ce

n’était pas tenable, et il fallut l’abandonner. 10

L’onde et la particule : en physique classique, ils sont les partenaires d’une

chorégraphie sans surprise. Chacun y joue un rôle clair, net et bien défini,

où rien n’est laissé au hasard. Tout dans leur danse est réglé à l’avance, sans

fantaisie possible.

Le monde classique, totalement déterministe et prévisible comme le

soulignait Laplace, n’est qu’une gigantesque mécanique de précision, où la

matière subit les forces aveugles de la nature. Ce monde est régi par les lois

de Newton et de Maxwell. On peut s’en faire une idée réaliste et conforme

au bon sens.

D’un côté on trouve des particules de matière, de l’autre on trouve des

ondes de lumière.11 Ici on trouve la matière pesante avec Newton, et là on

trouve la lumière et ses rayons.

Ces derniers, tels qu’ils sont décrits par la théorie de James Clerk Maxwell,

sont des faisceaux d’ondes sans masse qui voyagent excessivement vite

dans l’espace. Si vite que d’aucuns croyaient leur vitesse infinie.

Hélas, la belle harmonie classique, où tout était simple, clair et intelligible,

était trop belle pour être vraie. Elle ne pouvait pas durer ! Tout fut mis à bas

par la révolution des quanta, qui montra un autre visage de la « particule »

quantique – un visage abracadabrant, voire franchement paradoxal.

Imaginez un visage où le nez serait à la place de l’oreille, où une joue serait

verte et l’autre jaune, où les cheveux prolongeraient les dents pour remonter

vers le ciel – bref, imaginez un vrai tableau contemporain.

C’est un peu à cela que ressemble l’électron. Depuis qu’il est devenu

quantique, il n’a plus ni queue ni tête. Il n’a pas de nez ni d’oreille, il n’a ni

cheveu ni dent – ou plutôt, il n’a plus rien qui pourrait vaguement

ressembler à une propriété fiable et repérable.

 

LE FLOU ET LA DANSE DES CONTRAIRES

 

En devenant quantique, la particule se métamorphose. Elle change

radicalement de visage. Elle devient… une chose et son contraire. La danse

des contraires est sa grande spécialité.

Elle n’a plus de trajectoire ni de propriétés stables et autonomes. Il n’est

même pas certain qu’elle existe quand on ne l’observe pas ! Son identité,

problématique, se perd dans ce qu’on appelle l’indiscernabilité quantique.

Cette dernière empêche par exemple de suivre à la trace un photon qui est

parmi ses semblables.

La particule élémentaire est pleine de surprises. En l’étudiant, on croit

rêver. Rêve ou hallucination ? On sombre en tout cas dans une irrémédiable

perplexité.

La particule, en devenant quantique, ressemble à un fantôme qui s’amuse,

de temps à autre, à ressembler à une vraie particule. Son extrême petitesse

la met définitivement à l’abri de nos regards inquisiteurs ; et elle en profite

pour faire ce qu’elle veut. Quelle effronterie ! C’est sans doute la raison

pour laquelle elle nous nargue impunément, par ses comportements

rocambolesques. À croire que l’humble électron a de l’esprit. Ou que nos

savants se trompent et que leur description de l’électron est incomplète.

Pourtant, les tests expérimentaux ont toujours corroboré les prédictions

théoriques de la mécanique quantique. Ils ont toujours confirmé les

propriétés que l’on donne au photon et à l’électron – même les plus

ahurissantes.

Quoi qu’il en soit, une chose est certaine : la particule quantique rend

définitivement caduque l’image classique de la particule comme petit grain

de matière pareil à une boule de billard en modèle infiniment réduit. Cette

image naïve s’est révélée trompeuse.

Au royaume des quanta, nos repères habituels n’ont plus cours. Rien n’y

paraît trop fou. Et pourtant, le monde de l’infiniment petit, s’il donne

l’impression de marcher sur la tête, marche remarquablement bien. Ses

rouages sont bien huilés. Ils ne se bloquent pas et ne tombent jamais en

panne.

La grande question est de savoir si l’on peut, malgré ses extravagances,

appréhender l’objet quantique. 12 Je crois que c’est possible. Je crois que

l’hypothèse de l’holomatière en donnera la preuve. Nous verrons cela au

chapitre 2.

Je parlerai souvent de l’électron. Non pas parce qu’il a quelque chose de

spécial, mais tout simplement parce qu’il est la plus connue des particules

élémentaires. Il est aussi, dans le concret, la plus répandue et la plus

importante.

Par conséquent, j’utiliserai souvent l’électron pour représenter et symboliser

n’importe quelle particule élémentaire. Il permettra de fixer les idées, dès

qu’il s’agira de parler des traits communs des particules quantiques.

J’espère qu’il sera clair dans l’esprit du lecteur que ces traits concernent

autant l’électron que le proton, le photon, le neutron, le neutrino, le boson

de Higgs, le muon et tant d’autres particules élémentaires encore.

Je signale aussi, au passage, ce point de vocabulaire : je parlerai

indifféremment, et de façon équivalente, de particule élémentaire ou

quantique ou subatomique ; voire de quantum ou de microparticule.13

Certains ont proposé de baptiser quanton, ou encore ondicule, la particule

élémentaire. Ce dernier vocable a le mérite de souligner d’emblée le double

visage ou la dualité, onde et particule, de l’objet quantique. Il n’a cependant

pas eu de succès.

Nous découvrirons en effet que la particule quantique est un curieux

mélange de l’onde classique et de la particule classique. Elle donne

l’impression d’être l’une et l’autre en alternance, sans toutefois être ni

exactement l’une ni vraiment l’autre.

Ce mélange ou cette dualité est l’originalité majeure de la microparticule.

Nous la découvrirons, et nous comprendrons ce qui se cache derrière. Car il

se pourrait bien justement que quelque chose d’important se cache derrière !

L’onde étalée et continue n’est pas plus conciliable avec la particule

ponctuelle et discontinue que la passoire avec le baobab. Mais ceci ne pose

aucun problème à l’électron : il passe allègrement de l’une à l’autre, avec

une déconcertante facilité.

L’électron s’offre la fantaisie d’être une particule qui peut se transformer en

onde qui peut se muer en particule qui peut… En bref, il est un virtuose du

transformisme. Il change de visage avec une telle aisance ! Cette faculté

rend perplexes les spécialistes, et il y a largement de quoi. Il en est ainsi

depuis le milieu des années 1920. Bien malin qui peut savoir ce qu’est

réellement l’électron transformiste.

L’électron aux deux visages est insaisissable. Il l’est d’autant plus qu’il se

complaît dans le flou. Ce flou colle à sa peau quand il prend le masque de

l’onde ; qui l’autorise à se promener en plusieurs lieux ou sous plusieurs

formes à la fois. Ce masque lui donne le don d’ubiquité.

Le flou et l’ubiquité sont liés aux états superposés (voir plus loin). Ces états

ont toutes les audaces. Non seulement ils heurtent l’intuition, mais en plus ils jouent à cache-cache avec nous. Ils disparaissent dès qu’on observe

l’électron. Ou plus exactement, dès qu’on le mesure.

C’est comme par enchantement. Serait-ce en fait pour se moquer de nous ?

Si l’on regarde – ou plutôt, si l’on mesure – l’électron, il se concentre d’un

seul coup. Il n’est plus flou ni dispersé. Il se montre au contraire très

localisé et d’un seul bloc, ou d’un seul morceau. Il apparaît dans un endroit

unique et précis – exactement comme s’il était, au même instant, une vraie

particule ! C’est à n’y rien comprendre, mais les faits sont là. Tout porte à

croire que notre regard est une baguette magique qui s’ignore ; et que, pour

reprendre une expression du physicien et prix Nobel Wolfgang Pauli, nous

sommes des « petits dieux de la création » capables de transmuter un

minuscule fantôme ondulant en électron réel.

Dans une lettre au célèbre psychanalyste Carl Gustav Jung avec qui il

entretenait une correspondance régulière, Pauli commentait ainsi le rôle de

l’observateur humain qui, par son seul regard semble-t-il, dissipe le flou

quantique et fait exister l’électron en tant que vraie particule : « La physique

moderne réintroduit l’observateur comme un petit dieu de la création dans

son microcosme. » C’est notre regard, par exemple, qui ramènera à la vraie

vie, ou hélas tuera, le chat de Schrödinger alors qu’il est enfermé dans une

boîte de tous les risques. (Je présenterai et discuterai plus loin les aventures

quantiques de ce chat.)

Si, dans un instant de faiblesse et d’égarement bien pardonnables – qui n’a

pas ses faiblesses ? –, nous nous amusions à nous comporter comme

l’électron tel qu’on le comprend aujourd’hui, cela donnerait ceci.

La plupart du temps, nous serions une sorte de fantôme fictif et sans

substance, qui avance en vibrant et en se déformant. Dans cet état irréel,

nous pourrions sans peine nous trouver en plusieurs lieux et sous plusieurs

formes à la fois. Nous pourrions tout aussi aisément faire plusieurs choses à

la fois. 14

Il nous arriverait par exemple d’être sur terre et dans la lune au même

instant. Nous pourrions pointer notre nez (vibratoire) au loin, très loin

même, jusqu’à renifler des mondes extraterrestres inconnus et, pourquoi

pas, peuplés de petits hommes verts.

Les aventures les plus extravagantes nous seraient accessibles. Elles

deviendraient même d’une banalité routinière ! Mais dès que quelqu’un –

un humain, un petit homme vert, un animal évolué, une machine

consciente – nous regarderait, ce serait la catastrophe. Notre voyage lunaire ou astral, voire interstellaire, serait brutalement interrompu. Aussi

brutalement que pour Cendrillon, quand retentirent les douze coups de

minuit.

Nous regagnerions aussitôt notre corps de chair, bien réel et bien localisé

dans l’ici et maintenant. Ce retour brutal et piteux aux dures réalités serait

sans doute une bien cruelle déception. Tout ne serait pas perdu cependant,

car notre réintégration corporelle sans ménagement nous enverrait peut-être

non pas dans l’ici, mais au contraire dans un lointain là-bas. Qui sait, ce

voyage instantané en terres inconnues serait peut-être une nouvelle aventure

extraordinaire ?

Hélas, tout cela n’est que rêve. Nous n’avons pas le don d’ubiquité. Jamais

nous ne pourrons faire comme l’électron quand il ondule. Jamais nous ne

pourrons être ici et là tout à la fois.

D’ailleurs, à la réflexion, c’est surprenant. Car de quoi sommes-nous faits,

sinon d’un nombre énorme de particules quantiques ? Pourquoi, dès lors, ne

sommes-nous pas un fantôme prêt à s’incarner ici ou là au moindre regard

posé sur nous, à l’instar de toutes les particules qui nous constituent ?

Les particules qui font notre corps ne nous transmettent pas les aptitudes

extraordinaires qui vont avec leur nature quantique. Et pourtant, elles en

bénéficient toutes, sans exception. Pourquoi cela ? Cette question se pose

d’ailleurs pour tous les objets ordinaires. Par exemple, la chaise sur laquelle

je suis assis ne fait pas mieux que mon corps. Elle ne se dématérialise pas

pour réapparaître soudain chez ma voisine ou dans la nef d’une cathédrale,

simplement parce que, dans un moment de distraction, je l’ai ignorée puis

enfin regardée.

Contrairement à l’électron, aucun des objets macroscopiques qui nous

entourent (roc, verre, bouteille) ne peut jouer au jeu du fantôme vibratoire

pourvu du don d’ubiquité. Aucun ne sait être simultanément ici et là, à la

fois rond et carré, vide et plein, immobile et en mouvement.

Pourtant, le roc, le verre et la bouteille réunissent tant d’électrons, pour qui

tout cela est si facile ! Pourquoi ne partagent-ils pas les mêmes aptitudes ?

C’est une importante question à laquelle j’apporterai une réponse.15

J’espère vous avoir convaincus, par cette petite fantaisie, que si le monde

ordinaire était à l’image du monde quantique, nous vivrions dans un univers

de gags permanents.

Nous verrions des portes ouvertes et fermées en même temps, des toupies

qui tournent dans les deux sens, des gens qui marchent sur la tête et sur leurs pieds simultanément. Nous verrions des chats morts et vifs au même

moment, des bolides qui avancent, reculent, sautent en l’air et tombent tout

à la fois.

Les montagnes, les pommes et la lune seraient rarement en un lieu unique et

bien défini. À moins, évidemment, qu’un regard soit posé sur elles. Le

monde se perdrait dans ses apparences trompeuses. Quel monde de fou ce

serait là ! Inutile de dire que si la mécanique quantique (qui décrit

l’électron, les quanta et leurs comportements) n’avait pas été testée et

confirmée dans toutes ses prédictions, y compris les plus folles, personne ne

l’aurait prise au sérieux. Pas même un instant.

Mais les faits plébiscitent massivement cette théorie. Ils montrent qu’elle

traduit fidèlement les propriétés du monde subatomique, qui défie donc bel

et bien l’entendement.

Nos esprits sont-ils trop limités pour comprendre ? De nombreux savants

ont en tout cas renoncé à comprendre. Leur seule préoccupation est

d’utiliser la théorie et ses équations pour résoudre des problèmes

spécifiques, à la manière dont on utilise un livre de recettes qui marchent.

Évidemment, une poignée d’irréductibles résiste et veut comprendre contre

vents et marées. Ces irréductibles partagent l’exigence du prix Nobel

Steven Weinberg, qui notait : « Après tout, nous ne voulons pas seulement

décrire le monde tel qu’il nous apparaît, mais nous cherchons à expliquer

le plus possible pourquoi il est ainsi. » Expliquer semble en l’occurrence

impossible. L’électron est décidément trop bizarre. Il est si étrange qu’on

peut se demander comment dame Nature parvient malgré tout à rester

cohérente. Rien n’indique qu’elle soit contradictoire – ce simple fait est un

tour de force ! Face à tout cela, on peut s’interroger, et se demander si nous

ne faisons pas fausse route, en adhérant aveuglément à ce que disent les

savants. Aurions-nous par hasard oublié un petit je-ne-sais-quoi qui ferait

toute la différence ?

C’est ce que je crois, et c’est pourquoi je proposerai la révolution de

l’holomatière.

L’holomatière, que j’introduis dans le prochain chapitre, ajoute justement à

la matière inerte un petit je-ne-sais-quoi qui redonne à l’électron son

intelligibilité perdue. Il serait la pièce manquante du puzzle, sans laquelle

on ne peut pas le reconstituer.

Nous nommerons cette pièce manquante le ‘psi’. Elle est aussi essentielle

qu’elle est discrète.

Nous saisirons que les propriétés de ce ‘psi’, qui sont très singulières et

farfelues en apparence, sont en fait strictement rationnelles. Nous les

découvrirons, et verrons qu’elles répondent à un impératif de cohérence.

Elles sont indispensables pour préserver et garantir la cohérence de la

nature.16

Quand on a compris cela, tout ce que le comportement de l’électron a de

rocambolesque se dissipe pour devenir parfaitement intelligible. Ceci

confirmera que le ‘psi’ serait la pièce manquante du puzzle quantique, celle

dont l’absence nous empêche de comprendre.

Telle est en tout cas la vision des choses que je développerai.

 

CINQ FOIS BIZARRE

 

La « main quantique » a cinq doigts, et ce n’est évidemment pas là que

réside son originalité. On peut en effet dégager de l’étude des quanta cinq

grandes bizarreries. Je les formule telles qu’elles sont comprises

actuellement.

Comme à mon habitude et pour fixer les idées, je m’appuie sur l’électron.

(Ce que je dis de l’électron, je le rappelle, est valable non seulement pour

lui, mais pour toute particule élémentaire.)

 

Ces traits bizarres sont :

• La dualité onde-particule (par laquelle l’électron est tantôt une onde

étalée tantôt une particule ponctuelle).

• Le rôle de l’observateur (qui, par son seul regard, fait disparaître l’onde

quantique au profit de la particule).

• Le « fou » quantique (qui s’attache à l’onde et à ce qu’on appelle l’état

superposé, lequel permet à l’électron d’être en plusieurs lieux à la fois,

par exemple).

• La différence de nature entre les particules quantiques et les objets

ordinaires (ces derniers sont classiques bien qu’ils sont un assemblage

des premiers).

• La non-séparabilité, dite aussi la non-localité, l’enchevêtrement ou

l’intrication (elle implique que dans certains cas, deux ou plusieurs

électrons se comportent de façon concertée, quel que soit leur

éloignement).

La non-séparabilité est à elle seule un monde à part. Elle est une propriété

aussi importante qu’elle est extravagante, et je ne pouvais pas ne pas la

mentionner dès à présent. Cependant, nous ne l’examinerons

qu’ultérieurement.

La dualité onde-particule, qu’on appelle aussi la dualité onde-corpuscule,

vient en premier. Elle est une grande surprise. Pressentie depuis longtemps

pour la lumière, c’est le prince Louis de Broglie, agrégé d’histoire, qui en

1923 fait l’hypothèse que l’électron et toutes les particules quantiques sont

aussi… des ondes.

Il a l’intuition que si la lumière – conçue spontanément comme un faisceau

d’ondes – peut aussi se comporter comme un flux de particules (les

photons), alors la matière – conçue spontanément comme faite de

particules – doit aussi pouvoir se comporter comme des ondes.

Son idée trop révolutionnaire choque les esprits. Il est d’abord ridiculisé

pour cette idée audacieuse, qui suscite l’hostilité par une réaction si banale

qu’elle en devient même prévisible ! Les faits lui donnant raison, elle lui

permet ensuite d’obtenir le prix Nobel.

En effet, l’électron ondule quand on ne l’observe pas. (Toutes les preuves

indirectes le confirment.) Il se comporte comme un groupe d’ondes

parfaitement déterministes, qui à chaque instant interfèrent entre elles.

Il prend alors ses aises et s’étale, à la manière d’un infime nuage

déformable qui vibre et se déplace dans l’espace. Les spécialistes disent

alors qu’il est un paquet d’ondes ou, plus généralement, une fonction

d’onde voire même un vecteur d’état.

Tels sont ses jolis noms dont l’électron qui ondule est affublé.

Quand on l’observe, en revanche, l’électron se comporte aussitôt comme

une particule classique. Il laisse des traces qui suggèrent fortement qu’en

cet instant précis, il est un infime morceau de matière solide, insécable et

très localisé. La « réponse » qu’il donne à l’observation dépend de la nature

de cette observation. Il s’avère ainsi qu’au royaume des quanta les

propriétés d’un objet, position comprise, dépendent de son observation.

Elles dépendent aussi de la façon dont on l’observe. L’objectivité et le

réalisme volent en éclats, puisque les propriétés et l’existence même de

l’objet que l’on mesure sont liées à l’acte de mesure. On ne peut plus parler

de réalité intrinsèque, indépendante de l’observation. Doit-on au contraire

parler d’intersubjectivité, au sens où l’observation de l’électron permettrait

de dégager une sorte de consensus mou sur ces propriétés exactes, de la part de ceux qui l’observent ? Cette question fait l’objet de débats qui durent

depuis des décennies. 17

L’électron n’existe-t-il que quand on l’observe ? Ainsi formulée, cette

question est trop vague. Pour être précis, il faut remplacer le : « quand on

J’observe » par un : « quand on mesure une grandeur physique sur lui ».

Nous verrons qu’il y a beaucoup plus qu’une simple nuance entre ces deux

formulations.18

Une mesure quantique est une sorte de question qu’on pose à l’électron. De

la façon dont elle est formulée dépendra la réponse obtenue. Un théorème

confirme cela.19

La particule ponctuelle et l’onde étalée n’ont rien en commun. Tout les

oppose. Comment un objet peut-il être les deux à la fois ? C’est un mystère

qui n’a jamais été élucidé. De ce fait, nul ne peut aujourd’hui se figurer ce

qu’est l’électron. Nul ne le comprend, et nul ne sait à quoi il ressemble.

Voici le commentaire du philosophe Paul Teller (Teller, 1995) sur la dualité

onde-particule : « Dès qu’elles sont apparues, les théories quantiques ont

toujours combiné les idées de particule et d’onde d’une façon radicalement

différente de celle de la mécanique classique. Au départ les esprits

s’inquiétaient : Comment un seul et même objet peut-il être en un sens une

particule et en un autre une onde ? Les concepts de particule et d’onde ne

sont-ils pas, après tout, mutuellement incompatibles ? L’expédient qui

consistant à baptiser “ondicules” les objets quantiques ne faisait que

donner un nom amusant au problème, sans le résoudre. » L’électron

abandonné à lui-même se comporte à la manière d’un nuage microscopique

qui vibre, pulse ou ondule. Sous cette forme de nuage éthéré – qui, d’après

l’interprétation officielle, est en vigueur dès que personne n’observe –,

l’électron existe-t-il seulement ? Certains, non sans raison, en doutent.

Seule son éventuelle observation lui donnera un vrai visage de particule. Il

offrira alors, nous l’avons vu, des preuves tangibles qu’il est très concentré,

et d’un bloc – comme s’il était enfin une particule digne de ce nom, à la fois

indivisible et ponctuelle. Plus précisément, c’est quand on mesure l’électron

qu’il quitte son « nuage d’irréalité » pour montrer son visage granulaire. Au

lieu d’onduler dans l’espace, il devient alors un parfait petit grain de

matière, comme on l’imagine être.

Ceci pose la question du rôle de l’observateur. C’est lui, semble-t-il, qui par

son action fait brutalement basculer l’électron de l’onde vers la particule. 20

Est-ce parce qu’il est conscient que l’observateur a ce mystérieux pouvoir ? Cette question est légitime, mais la plupart des spécialistes l’ignorent car

elle est contraire au dogme matérialiste. Seuls quelques scientifiques, dont

John von Neumann, Henry Stapp ou le prix Nobel Eugene Wigner ont osé

en parler.

Pour l’holomatière, nous le verrons, la question ne se pose pas en ces

termes ; mais je tenais à rendre hommage à ces quelques chercheurs qui ont

osé braver les préjugés de leur époque.

Il faut du courage pour cela.

Passons au « fou » quantique, qui est le troisième doigt de la « main

quantique ». Il se rattache quant à lui à deux principes fondamentaux de la

mécanique quantique, qui sont le principe de superposition et le principe

d’incertitude.

Le principe de superposition énonce que si, dans des conditions données,

l’électron peut être dans deux états donnés, alors il pourra aussi se trouver

dans un troisième état qui mélange les précédents. Ce troisième état, qui est

un peu la somme des deux premiers, est par définition un état superposé.

Cet état superposé est un mélange ou une superposition d’états, au sens

d’une combinaison linéaire d’autres états. (L’addition est un exemple de

combinaison linéaire.) 21

L’état superposé est flou. Bien que mathématiquement très simple, il est à la

racine de nombreux problèmes conceptuels qui entourent les quanta.22 Il

s’oppose à ce qu’on nomme l’état propre, qui est au contraire précis.

J’ai dit que l’état superposé est mathématiquement simple. Il n’est en effet

qu’une banale combinaison linéaire d’états précis ou propres. Ces derniers

sont autant d’états fictifs et potentiels, qui peuvent se concrétiser lors d’une

mesure. Ils sont autant de possibilités pour l’état final qui émergera alors, et

qui conduira au résultat de mesure constaté. 23

La « toupie quantique », que voici, permet d’illustrer clairement cette

notion d’état superposé. D’abord, présentons la toupie ordinaire.

Une toupie ordinaire tourne vers la droite ou vers la gauche. C’est l’un ou

l’autre, et jamais les deux à la fois. Une toupie quantique, en revanche, peut

sans hésiter additionner ou superposer ces deux états précis (état propres de

l’opérateur de rotation). En clair, rien ne l’empêchera de tourner vers la

droite et vers la gauche en même temps. Tourner simultanément dans les

deux sens n’est qu’un banal état superposé. Pour elle, c’est la routine ! Cet

exemple illustre le fossé qui sépare le domaine classique (la toupie

classique) et le domaine quantique (la toupie quantique). La toupie quantique se révèle plus déconcertante encore quand on constate que, si

d’aventure un observateur entreprend de savoir comment elle tourne, elle

abandonnera aussitôt son état flou (superposé) pour tourner dans un seul

sens ! Cache-t-elle son jeu par pudeur, par facétie ou pour que l’observateur

n’en perce pas le secret ? Quoi qu’il en soit, quand le chat (l’observateur)

n’est pas là, les souris (les toupies quantiques) dansent. Elles dansent en

s’ingéniant à tourner dans les deux sens à la fois.

Tout se passe donc comme si, en mesurant son sens de rotation, on forçait la

toupie quantique à abandonner son état superposé pour se comporter

comme une vraie toupie classique, conforme au bon sens.

Ce qui est vrai pour la toupie reste vrai pour l’électron et pour n’importe

quelle particule élémentaire : la mesure détruit l’état superposé.

Pourquoi cela ? Les spécialistes l’ignorent. 24

Après le principe de superposition, examinons le principe d’incertitude. Il

offre un autre éclairage sur le flou quantique, complémentaire du précédent.

Véritable pilier de la mécanique quantique, on l’appelle aussi le principe

d’indéterminisme ou d’indétermination.

On explique souvent ce principe en disant qu’il implique que plus la

position d’une particule est connue avec précision, moins sa vitesse l’est ; et

inversement.

Ainsi, une plus grande précision d’un côté augmente le flou de l’autre : ce

flou est en quelque sorte le prix à payer pour elle. Quelle drôle d’histoire !

D’où vient ce mécanisme de vases communicants, par lequel plus de

précision ici est compensé par plus de flou ailleurs ?

Ce mécanisme, de quelque nature qu’il soit, interdit en tout cas de connaître

très précisément les valeurs simultanées de la vitesse et de la position d’un

même électron.25 En fait, de telles valeurs précises et simultanées n’existent

pas.

Certes, avec les quanta, nous nous attendons à des bizarreries de ce genre –

 mais ceci n’est pas une explication.

Le principe d’indétermination pose une limite à la connaissance qu’il est

possible d’avoir de l’état d’un électron. Cette limite est intrinsèque. Elle

n’est pas due à une quelconque imperfection ou faiblesse de nos moyens et

instruments d’observation.

Pour l’essentiel, ce principe est un « principe de dispersion compensée »

entre certains couples de grandeurs physiques relatives à un même objet quantique. Il est souvent lié aux automatismes de l’interférence

ondulatoire. 26

La précision absolue n’est pas de ce monde. Elle n’a pas sa place au

royaume des quanta, qui lui préfère un « fou » qui, nous le verrons, est

source de liberté.

Le principe d’incertitude s’oppose au règne de la précision absolue. Il

compense la précision gagnée d’un côté par une perte automatique de

précision ailleurs.

Cette loi de compensation met une limite intrinsèque et définitive à la

connaissance que nous pouvons avoir de l’état d’un système quantique. Elle

rend son « fou » inéliminable. Cette loi étrange s’explique en grande partie

par l’onde quantique, qui subit sa logique d’interférence constructive et

destructive. 27

Une autre bizarrerie du monde quantique est l’existence d’une frontière qui

divise le monde matériel en deux grands domaines, l’un classique et l’autre

quantique. (C’est le quatrième doigt de la main quantique.)

Du côté qui obéit aux lois quantiques, on trouve les objets de l’infiniment

petit, atomes et particules. Du côté soumis aux lois classiques, on trouve les

objets ordinaires, qui ne sont néanmoins que des amalgames des premiers.

Comment comprendre cette frontière « aberrante » que rien ne semble

justifier ?

Par exemple, pourquoi l’instrument utilisé pour mesurer la position ou la

rotation d’un électron sur lui-même (le spin) n’est-il pas « contaminé » par

l’état superposé initial de cet électron ? 28

Cette séparation en deux domaines liés à la seule taille des objets, l’un

quantique et l’autre classique, est une énigme bien obscure qui soulève bien

des problèmes. 29 Pourquoi les objets ordinaires ne peuvent-ils pas, comme

l’électron, prendre plusieurs formes ou être en plusieurs lieux à la fois ?

Pourquoi sont-ils privés du don d’ubiquité que possèdent les

microparticules ?

Les arbres, les maisons et les gros objets ne sont pourtant que des

assemblages, en nombre certes faramineusement élevé, de microparticules.

Pourquoi relèvent-ils de la physique classique alors même que les particules

qui les constituent relèvent toutes d’une physique très différente, la

physique quantique ?

Ce sont là autant de questions qui restent sans réponse. Certes, des

tentatives de solution sont proposées, mais aucune à ma connaissance n’est

pleinement satisfaisante. 30

 

ABOLIR LES DISTANCES

 

La non-séparabilité est le cinquième et dernier doigt de la main quantique,

qui regroupe les grandes bizarreries de l’infiniment petit de la matière.

Cette propriété est si atypique qu’elle fait largement exploser le

« bizarromètre » !31

La non-séparabilité est aussi baptisée, au choix, la non-localité,

l’enchevêtrement et l’intrication. Pour l’holomatière, cette propriété hors

norme n’est que la contrepartie purement physique d’une propriété plus

subtile, que je baptise la supralité. J’utiliserai déjà ce vocable, pour préparer

la suite.

En quoi consiste la non-localité ou la supralité ? Elle est un lien mystérieux

par lequel des objets quantiques peuvent s’influencer mutuellement, quelle

que soit la distance qui les sépare.

Ce lien implique que, dans certains cas, le simple fait de mesurer ici et

maintenant l’électron peut automatiquement modifier l’état d’une ou de

plusieurs particules, ailleurs dans l’univers. Et ce, sans rien faire de plus, en

l’absence de toute interaction connue, et sans transfert d’énergie ! Ces

particules peuvent être à des distances colossales, à des milliards de

kilomètres ou plus encore : cela ne changera rien. L’intrication, qui est aussi

discrète qu’elle est conceptuellement importante, est totalement indifférente

à l’éloignement. La théorie l’affirme, et l’expérience le confirme. Les

physiciens ont en effet dûment testé cette propriété hallucinante, quelque

cinquante-cinq années après sa découverte par Albert Einstein, qui en parle

pour la première fois en 1927. Le fameux article « E.P.R. », qu’il cosigne

avec Boris Podolsky et Nathan Rosen en 1935, la fait largement connaître.

(Il espérait montrer, grâce à elle, que la mécanique quantique était

incomplète. Mais c’est cette dernière qui avait raison !)

Les physiciens n’ont trouvé aucun processus et aucun mécanisme physique

(donc conforme aux lois usuelles de la physique) qui permettrait

d’expliquer l’intrication. Ils l’ont en revanche testée, ce qui en soi est une

prouesse impressionnante.

L’honneur de donner une preuve expérimentale enfin fiable de l’intrication

revient à Alain Aspect et à son équipe. Ils utilisent pour cela, en 1982 à Orsay, des paires de photons émises par des atomes dans deux directions

opposées : l’un part à droite et l’autre à gauche, par exemple.

Ces photons voyagent dans des états polarisés « flous », ou superposés.

Chaque photon d’une paire rencontre ensuite un détecteur différent sur sa

route, qui mesure sa polarisation. Lors de cette mesure, nous le savons,

cette polarisation prend soudain une valeur précise.32

L’expérience consiste à faire un grand nombre, statistiquement significatif,

de ces mesures conjointes sur les paires de photons, pour évaluer une

expression qui s’appelle l’inégalité de Bell. Aspect et son équipe constatent

que le cumul des résultats de mesure viole l’inégalité de Bell. Cela, d’après

un théorème de John Bell datant de 1964, confirme la non-séparabilité des

photons de chaque paire. C’est un nouveau et remarquable succès pour la

théorie quantique, ainsi qu’un démenti définitif du réalisme local.33

La supralité ou l’intrication est d’autant plus stupéfiante qu’elle ignore

justement les règles de la relativité d’Einstein. Elle transcende l’espace-

temps relativiste de notre univers matériel, ce qui est très surprenant. (Je

reviendrai sur ce point.)

Cette propriété de science-fiction pulvérise toutes les règles du bon sens,

puisqu’elle nous dit que des particules qui sont aux deux bouts de l’univers

peuvent encore être reliées l’une à l’autre, avec des conséquences palpables

à la clef ! On peut en présenter les effets ainsi : « Deux particules issues

d’un même processus auront des traits – positions ou directions de

propagation par exemple – dans un état de corrélation que leur passé

commun ne suffit pas à justifier. Cet état de corrélation, indifférent à la

distance, témoigne qu’un lien les unit : il les rend non séparables. »

(Ransford, 2007)

Les spécialistes savent décrire l’enchevêtrement, mais n’y comprennent

strictement rien. Qui peut leur jeter la pierre et qui saurait faire mieux ?

Pour rendre les choses plus concrètes, prenons les deux photons d’une paire

non séparable ou « supralée », qui à présent voyagent dans deux directions

opposées, l’un à gauche l’autre à droite par exemple. On les appelle parfois

des photons jumeaux, ou corrélés. 34

Chacun s’éloigne à la vitesse fulgurante de la lumière.35 À cette rapidité

vertigineuse, ils se trouvent en moins d’un clin d’œil séparés par des

distances gigantesques. Supposons enfin, pour faciliter la compréhension,

qu’ils portent chacun un drapeau dont la couleur, observable, ne puisse être

que jaune ou rouge si on l’examine ou la mesure.

La théorie physique dit alors ceci.

Avant toute mesure, l’état des photons est en général superposé. Dans cet

état, qui nous est à présent familier, la couleur des drapeaux est floue. Mal

définie, elle est un mélange de jaune et de rouge.

Cependant, si l’on examine l’un ou l’autre des photons de la paire, son état

superposé disparaît aussitôt et son drapeau prend une couleur nette et sans

mélange, rouge pur ou jaune pur.

On retrouve ici l’impact mystérieux des mesures quantiques, à laquelle j’ai

déjà fait allusion à propos de la dualité onde-particule. Franchement plus

étrange encore, la théorie dit aussi que la mesure d’un seul photon, qui fixe

son drapeau (sur le rouge par exemple), fixe instantanément et

simultanément le drapeau de l’autre photon (sur le jaune) ; et inversement.

Il en est ainsi parce que les deux photons sont corrélés ou supralés. Si le

rouge est à gauche, à droite ce sera le jaune. Si au contraire le rouge est à

droite, à gauche le drapeau sera jaune.36

Quelle surprise ! Au nom de quoi l’observation d’un seul photon devrait-

elle influencer les deux à la fois ? Cette influence partagée (dont on a la

preuve expérimentale) est d’autant plus troublante qu’elle subsiste quel que

soit l’éloignement.

Que les photons soient à quelques centimètres, à cent mètres, à plusieurs

milliards de kilomètres ou aux deux bouts de l’univers lors de la mesure ne

change rien. Dans tous les cas, la « cofixation » des couleurs des drapeaux

fonctionnera. Elle est parfaitement indifférente à la distance.

Pourquoi l’observation d’un seul photon influence-t-elle les deux à la fois,

alors qu’on ne s’occupe pas de l’autre, qui voyage au loin ? 37 Cette

influence collective et instantanée est d’autant plus troublante qu’elle ne

respecte pas les règles de l’espace-temps relativiste d’Einstein. Elle les

transcende.

D’ailleurs, la notion même de cofixation instantanée et simultanée des

couleurs de drapeau, qu’impose la théorie quantique, n’a aucun sens en

relativité. Cette dernière interdit de parler de simultanéité entre des

événements spatialement distants.38

Nous voici donc face à une vraie difficulté conceptuelle. Elle est en général

ignorée ou minimisée ; mais cela ne suffit pas, hélas, à la dissiper.

POURQUOI LA NON-SÉPARABILITÉ ?

 

La non-séparabilité, que l’on peut aussi nommer l’intrication, la non-

localité ou la supralité, est une propriété quantique farfelue mais

avérée. Pour quelle raison la nature a-t-elle inventé un trait si original

et si peu conventionnel, qui ignore allègrement les distances physiques

et l’espace-temps relativiste de la matière ?

Pour répondre à cette question, prenons le cas d’une paire de photons

non séparables ou « supralés », avec ses drapeaux colorés. (Voir le

texte de ce chapitre.) Les corrélations qu’engendre cette situation

indivise résultent d’un véritable tour de force de la nature, qui doit

concilier ces quatre aspects : (a) Il existe une loi de conservation

collective qui impose aux deux photons d’avoir chacun un drapeau de

couleur différente quand celle-ci est définie. (Ces drapeaux ne peuvent

être tous deux rouges ni tous deux jaunes.)

(b) Avant toute mesure, la couleur des drapeaux n’est généralement

pas fixée. Elle est au contraire indéfinie et floue, comme les photons

eux-mêmes. (Ils sont « surdispersés » dans un état superposé.) La loi