L’interpr´etation orthodoxe est tr`es largement accept´ee dans la communaut´e scien- tifique. Cela est le cas en d´epit d’un probl`eme conceptuel, appel´e traditionnellement ✓ probl`eme de la mesure ✔, qui ronge cette interpr´etation depuis ses d´ebuts sous d’autres versions (je pr´esenterai plus bas l’interpr´etation historique de Copenhague). Par probl`eme conceptuel, je veux dire que la formulation de la th´eorie et son interpr´e- tation, pr´esentent un probl`eme de coh´erence interne. D’un autre cˆot´e, l’application de la th´eorie `a l’exp´erience ne pose pas de probl`eme : la formulation orthodoxe de la th´eorie permet `a tout physicien de l’employer pour formuler des pr´edictions, lesquelles b´en´eficient d’un accord extraordinairement bon avec l’exp´erience. La pr´esente section a pour but de pr´esenter bri`evement en quoi consiste ce ✓ probl`eme de la mesure ✔18.
Le probl`eme de la mesure vient de l’existence de deux r`egles d’´evolutions pour l’´etat du syst`eme. Elles correspondent `a deux postulats diff´erents (4 et 5) : d’une part, l’´equation de Schr¨odinger d´ecrit l’´evolution en dehors d’une mesure ; d’autre part, le postulat de projection de la fonction d’onde d´ecrit l’´evolution lorsqu’une mesure est effectu´ee sur le syst`eme. Ces r`egles d’´evolution sont incompatibles et ne peuvent s’appliquer simultan´ement : la premi`ere est d´eterministe et continue, la se- conde est ind´eterministe et discontinue. Le probl`eme de la mesure vient du fait que la th´eorie ne d´efinit pas les circonstances dans lesquelles les deux r`egles diff´erentes s’appliquent. Autrement dit, le terme de✓ mesure ✔ n’est pas d´efini par la th´eorie. La m´ecanique quantique orthodoxe ne donne pas de limite `a ce qui vaut comme mesure. Elle est, selon les termes de Bell, ✓ ambigu¨e par principe ✔19. J’ai indiqu´e plus tˆot
(section 1.1.2) que cette fronti`ere change au gr´e des utilisations de la th´eorie : elle est faite d’une fa¸con ou d’une autre, selon le degr´e de pr´ecision d´esir´e. Bell d´eplore
18
Parmi les r´ef´erences classiques r´ecentes sur ce sujet, citons Albert (1992), chapitre 4, Bell (1990), Krips (2008) et Wallace (2008).
19
ainsi ✓ le caract`ere furtif ✔ de cette distinction20. Il y a des tentatives de r´esolution
du probl`eme qui n’am´eliorent pas le flou initial : il en va ainsi des prescriptions se- lon lesquelles l’appareil de mesure doit ˆetre ✓ macroscopique ✔, avoir ✓ un nombre suffisant de degr´es de libert´e✔, pr´esenter un comportement ✓ irr´eversible✔, ˆetre li´e `a un ✓ observateur ✔, etc. Ces concepts ne sont pas particuli`erement mieux d´efinis que celui de ✓ mesure ✔ qui figure dans la formulation orthodoxe de la th´eorie.
R´ep´etons-le : le probl`eme est d’ordre conceptuel et non pas d’ordre empirique. Il n’y a aucune difficult´e pour les physiciens `a se servir de la th´eorie pour en tirer des pr´edictions. Notamment, ils savent d’exp´erience comment tracer la limite entre le syst`eme quantique et le reste du monde (comprenant l’appareil de mesure) afin d’obtenir la pr´ecision requise. La m´ecanique quantique est parfaitement convenable d’un point de vue pragmatique21. Un probl`eme existe seulement lorsqu’on demande
que la th´eorie et son interpr´etation puissent s’´enoncer clairement, de fa¸con coh´erente et sans ambigu¨ıt´e.
Ce probl`eme a ´et´e appel´e ✓ probl`eme de la mesure ✔ `a cause de la formulation qu’il a prise initialement dans le cadre de l’interpr´etation orthodoxe : il porte sur la d´efinition de ce qu’est une mesure. De fa¸con plus g´en´erale, c’est-`a-dire en-dehors de l’expression qu’il prend avec l’interpr´etation orthodoxe, le probl`eme de la mesure consiste `a proposer une interpr´etation satisfaisante de la m´ecanique quantique (avec, ´eventuellement, une nouvelle formulation de la th´eorie), qui soit en accord avec les r´esultats empiriques22. On comprend ainsi que ce soit le probl`eme de la mesure qui
soit tenu habituellement pour l’origine de la diversit´e des interpr´etations quantiques propos´ees. En effet, si l’interpr´etation orthodoxe (ou, dans sa version pr´ec´edente, l’interpr´etation de Copenhague) souffre d’un probl`eme conceptuel, il apparaˆıt l´egitime d’avancer d’autres interpr´etations de la th´eorie.
20
Bell (1987), p. 188.
21En anglais, ✓ for all practical purposes ✔.
22Il existe d’autres fa¸cons de pr´esenter le probl`eme de la mesure, ind´ependamment de la formu-
lation orthodoxe de la m´ecanique quantique que j’ai adopt´ee ici pour des raisons p´edagogiques. Par exemple, on peut commencer par ´enoncer que l’´evolution des syst`emes quantiques se fait seulement selon l’´equation de Schr¨odinger et non pas selon le postulat de projection de l’´etat. On remarque alors que, `a partir de superpositions microscopiques, l’´equation de Schr¨odinger pr´edit par lin´ea- rit´e l’existence de superpositions macroscopiques. Le probl`eme de la mesure consiste alors `a rendre compte du fait que ces superpositions macroscopiques ne sont pas observ´ees exp´erimentalement. Cette pr´esentation est celle qu’adopte Schr¨odinger dans un article c´el`ebre (Schr¨odinger, 1935), dans lequel il ´etend l’ind´etermination quantique qui concerne un atome radioactif jusqu’`a un chat. Le syst`eme global se retrouve d´ecrit dans une superposition entre un chat dans un ´etat mort et dans un ´etat vivant. Le probl`eme est qu’une telle description ne semble pas avoir de sens.