Moi et mon ombre : la mécanique quantique remet en cause le concept de personnalité

2024 Auteur: Malcolm Clapton | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 03:55

Pourquoi es-tu toi ? Comment savez-vous que vous êtes une personne avec un caractère et une façon de penser uniques ? La mécanique quantique nous conseille de ne pas être aussi confiants. Il est possible que nous ne soyons pas tous aussi différents que nous l'imaginons.

Martin Guerr et l'identité volée

Connaissiez-vous Martin Guerre ? Il s'agit d'un paysan français qui s'est un jour retrouvé dans une situation étrange et désagréable. Martin vivait dans un petit village. Quand le garçon avait 24 ans, ses propres parents l'ont accusé de vol. Herr a été forcé de quitter sa maison, de quitter sa femme et son fils. Huit ans plus tard, l'homme retourne dans son village natal, réuni avec sa famille. Trois ans plus tard, la famille a eu trois enfants.

Tout semblait continuer comme d'habitude. Mais un soldat étranger est apparu dans le village, qui a déclaré qu'il avait combattu avec Martin Gerr dans l'armée espagnole et qu'il avait perdu sa jambe au combat. La famille de Martin a commencé à douter que leur parent soit rentré chez lui il y a trois ans. Après un long procès, il s'est avéré que l'identité de Guerra avait été « kidnappée » par l'aventurier Arnault du Tilh. Le vrai Martin a en effet subi une amputation de la jambe et a été nommé à une sinécure dans un monastère en Espagne. Cependant, le procès du "voleur d'identité" était si célèbre que le vrai Herr retourna dans son village natal. Le sort de l'aventurier Arnaud du Thiel a été scellé par une courte condamnation à mort. Et Martin lui-même a accusé sa femme d'avoir aidé le trompeur, ne croyant pas qu'une femme puisse ne pas reconnaître son mari bien-aimé.

Cette histoire a excité l'esprit des scénaristes et des réalisateurs. Sur la base de ses motivations, un film a été tourné, une comédie musicale a été mise en scène et même une série télévisée a été tournée. D'ailleurs, une des séries "Les Simpson" est dédiée à cette occasion. Une telle popularité est compréhensible: un tel incident nous excite, car il fait mal au vif - nos idées sur l'identité et la personnalité.

Comment savoir qui est vraiment une personne, même la plus chère ? Que signifie l'identité dans un monde où rien n'est permanent ?

Les premiers philosophes ont tenté de répondre à cette question. Ils supposaient que nous étions différents les uns des autres dans l'âme et que nos corps ne sont que des marionnettes. Cela semble bien, mais la science a rejeté cette solution au problème et a suggéré de rechercher la racine de l'identité dans le corps physique. Les scientifiques rêvaient de trouver quelque chose au niveau microscopique qui distinguerait une personne d'une autre.

C'est bien que la science soit exacte. Par conséquent, lorsque nous disons "quelque chose au niveau microscopique", nous entendons bien sûr les plus petits éléments constitutifs de notre corps - les molécules et les atomes.

Cependant, ce chemin est plus glissant qu'il n'y paraît à première vue. Imaginez Martin Guerr, par exemple. Approchez-vous de lui mentalement. Visage, peau, pores… passons à autre chose. Approchons-nous le plus possible, comme si nous disposions de l'équipement le plus puissant de notre arsenal. Qu'allons-nous trouver ? Électron.

Particule élémentaire dans une boîte

Herr était fait de molécules, les molécules sont faites d'atomes, les atomes sont faits de particules élémentaires. Ces derniers sont faits « à partir de rien », ils sont les éléments de base du monde matériel.

Un électron est un point qui ne prend littéralement pas de place. Chaque électron est déterminé uniquement par la masse, le spin (moment angulaire) et la charge. C'est tout ce que vous devez savoir pour décrire la "personnalité" d'un électron.

Qu'est-ce que ça veut dire? Par exemple, le fait que chaque électron ressemble exactement à un autre, sans la moindre différence. Ils sont absolument identiques. Contrairement à Martin Guerr et à son jumeau, les électrons sont si similaires qu'ils sont complètement interchangeables.

Ce fait a des implications plutôt intéressantes. Imaginons que nous ayons une particule élémentaire A, qui diffère de la particule élémentaire B. De plus, nous avons mis la main sur deux boîtes - la première et la seconde.

Nous savons également que chaque particule doit se trouver dans l'une des boîtes à un moment donné. Puisque nous nous souvenons que les particules A et B sont différentes les unes des autres, il s'avère qu'il n'y a que quatre options pour le développement des événements:

• A se trouve dans la case 1, B se trouve dans la case 2;
• A et B se trouvent ensemble dans la case 1;
• A et B se trouvent ensemble dans la case 2;
• A se trouve dans la case 2, B se trouve dans la case 1.

Il s'avère que la probabilité de trouver deux particules à la fois dans une boîte est de 1: 4. Super, réglé.

Mais et si les particules A et B n'étaient pas différentes ? Quelle est la probabilité de trouver deux particules dans la même boîte dans ce cas ? Étonnamment, notre pensée détermine sans équivoque: si deux particules sont identiques, alors il n'y a que trois options pour le développement des événements. Après tout, il n'y a pas de différence entre le cas où A se trouve dans la case 1, B se trouve dans la case 2 et le cas où B se trouve dans la case 1, A se trouve dans la case 2. La probabilité est donc de 1: 3.

La science expérimentale confirme que le microcosme obéit à une probabilité de 1: 3. C'est-à-dire que si vous remplaciez l'électron A par un autre, l'Univers ne remarquerait pas la différence. Et toi aussi.

électrons sournois

Frank Wilczek, physicien théoricien au Massachusetts Institute of Technology et lauréat du prix Nobel, est arrivé à la même conclusion que nous venons de le faire. Le scientifique considère ce résultat non seulement intéressant. Wilczek a déclaré que le fait que deux électrons soient absolument indiscernables est la conclusion la plus profonde et la plus importante de la théorie quantique des champs.

Un tir de contrôle est un phénomène d'interférence qui « trahit » un électron et nous montre sa vie secrète. Vous voyez, si vous vous asseyez et regardez un électron, il se comporte comme une particule. Dès que vous vous détournez, il montre les propriétés d'une vague. Lorsque deux de ces ondes se chevauchent, elles s'amplifient ou s'affaiblissent mutuellement. Gardez simplement à l'esprit que nous n'entendons pas le concept physique, mais le concept mathématique d'une onde. Ils ne transfèrent pas d'énergie, mais de probabilité - ils affectent les résultats statistiques de l'expérience. Dans notre cas - à la conclusion de l'expérience avec deux boîtes, dans laquelle nous avons obtenu une probabilité de 1: 3.

Fait intéressant, le phénomène d'interférence ne se produit que lorsque les particules sont vraiment identiques. Des expériences ont montré que les électrons sont exactement les mêmes: des interférences se produisent, ce qui signifie que ces particules sont indiscernables.

A quoi ça sert tout ça ? Wilczek dit que l'identité des électrons est exactement ce qui rend notre monde possible. Sans cela, il n'y aurait pas de chimie. La matière n'a pas pu être reproduite.

S'il y avait une différence entre les électrons, tout se transformerait en chaos à la fois. Leur nature précise et sans ambiguïté est la seule base pour que ce monde plein d'incertitudes et d'erreurs existe.

Bon. Disons qu'un électron ne peut pas être distingué d'un autre. Mais on peut en mettre un dans la première case, l'autre dans la seconde et dire: « Cet électron est ici, et celui-là est là-bas » ?

« Non, nous ne pouvons pas », dit le professeur Wilczek.

Dès que vous mettez des électrons dans des boîtes et que vous détournez le regard, ils cessent d'être des particules et commencent à présenter des propriétés ondulatoires. Cela signifie qu'ils s'étendront à l'infini. Aussi étrange que cela puisse paraître, il est possible de trouver un électron partout. Non pas dans le sens où il est situé en tous points à la fois, mais dans le fait que vous avez une petite chance de le trouver n'importe où si vous décidez soudainement de faire demi-tour et de commencer à le chercher.

Il est clair qu'il est assez difficile d'imaginer cela. Mais une question encore plus intéressante se pose.

Les électrons sont-ils si délicats ou l'espace dans lequel ils se trouvent ? Et puis qu'arrive-t-il à tout ce qui nous entoure lorsque nous nous détournons ?

Paragraphe le plus difficile

Il s'avère que vous pouvez toujours trouver deux électrons. Le seul problème est que vous ne pouvez pas dire: voici l'onde du premier, voici l'onde du deuxième électron, et nous sommes tous dans l'espace à trois dimensions. Cela ne fonctionne pas en mécanique quantique.

Il faut dire qu'il y a une onde séparée dans l'espace tridimensionnel pour le premier électron et il y a une seconde onde dans l'espace tridimensionnel pour le second. En fin de compte, il s'avère - soyez fort! est une onde à six dimensions qui lie deux électrons ensemble. Ça a l'air affreux, mais là on comprend: ces deux électrons ne pendent plus, on ne sait où. Leurs positions sont clairement définies, ou plutôt liées par cette onde à six dimensions.

En général, si auparavant nous pensions qu'il y avait de l'espace et des choses dedans, alors, compte tenu de la théorie quantique, nous devrons légèrement modifier notre représentation. L'espace n'est ici qu'un moyen de décrire les interconnexions entre les objets, tels que les électrons. Par conséquent, nous ne pouvons pas décrire la structure du monde comme les propriétés de toutes les particules prises ensemble qui le composent. Tout est un peu plus compliqué: il faut étudier les connexions entre les particules élémentaires.

Comme vous pouvez le voir, du fait que les électrons (et autres particules élémentaires) sont absolument identiques les uns aux autres, le concept même d'identité tombe en poussière. Il s'avère que diviser le monde en ses composants est faux.

Wilczek dit que tous les électrons sont identiques. Ils sont une manifestation d'un champ qui imprègne tout l'espace et le temps. Le physicien John Archibald Wheeler pense différemment. Il pense qu'au départ il y avait un électron, et que tous les autres n'en sont que des traces, imprégnant le temps et l'espace. Quelle absurdité! - vous pouvez vous exclamer à cet endroit. « Les scientifiques réparent les électrons !

Mais il y a un mais.

Et si tout n'était qu'illusion ? L'électron existe partout et nulle part. Il n'a pas de forme matérielle. Que faire? Et qu'est-ce donc qu'une personne constituée de particules élémentaires ?

Pas une goutte d'espoir

Nous voulons croire que chaque chose est plus que la somme de ses particules constitutives. Et si nous supprimions la charge de l'électron, sa masse et son spin et obtenions quelque chose dans le reste, son identité, sa "personnalité". Nous voulons croire qu'il y a quelque chose qui fait d'un électron un électron.

Même si les statistiques ou l'expérience ne peuvent révéler l'essence d'une particule, nous voulons y croire. Après tout, il y a quelque chose qui rend chaque personne unique.

Supposons qu'il n'y ait aucune différence entre Martin Gerr et son double, mais l'un d'eux sourirait doucement, sachant qu'il était le vrai.

J'aimerais beaucoup y croire. Mais la mécanique quantique est absolument sans cœur et ne nous laissera pas penser à toutes sortes de bêtises.

Ne vous y trompez pas: si l'électron avait sa propre essence individuelle, le monde se transformerait en chaos.

D'ACCORD. Puisque les électrons et autres particules élémentaires n'existent pas vraiment, pourquoi existons-nous ?

Première théorie: nous sommes des flocons de neige

L'une des idées est qu'il y a beaucoup de particules élémentaires en nous. Ils forment un système complexe en chacun de nous. Il semble que le fait que nous soyons tous différents soit une conséquence de la façon dont notre corps est construit à partir de ces particules élémentaires.

La théorie est étrange, mais belle. Aucune des particules élémentaires n'a sa propre individualité. Mais ensemble, ils forment une structure unique - une personne. Si vous voulez, nous sommes comme des flocons de neige. Il est clair qu'ils sont tous constitués d'eau, mais le motif de chacun est unique.

Votre essence est la façon dont les particules sont organisées en vous, et non de quoi vous êtes exactement fait. Les cellules de notre corps changent constamment, ce qui signifie que la seule chose qui compte est la structure.

Deuxième théorie: nous sommes des modèles

Il y a une autre façon de répondre à la question. Le philosophe américain Daniel Dennett a suggéré de remplacer le concept de « chose » par le terme « modèle réel ». Selon Dennett et ses disciples, quelque chose est réel si sa description théorique peut être reproduite plus succinctement - en un mot, en utilisant une description simple. Pour expliquer comment cela fonctionne, prenons un chat comme exemple.

Donc, nous avons un chat. Techniquement, on peut le recréer sur papier (ou virtuellement) en décrivant la position de chaque particule qui le compose, et ainsi dresser un schéma du chat. En revanche, on peut faire différemment: il suffit de dire « chat ». Dans le premier cas, nous avons besoin d'une puissance de calcul énorme pour non seulement créer une image d'un chat, mais aussi, disons, le faire bouger, si nous parlons d'un modèle informatique. Dans la seconde, il suffit de prendre une grande inspiration et de dire: "Le chat a fait le tour de la pièce". Le chat est un vrai modèle.

Prenons un autre exemple. Imaginez une composition qui inclut le lobe de l'oreille gauche, le plus grand éléphant de Namibie et la musique de Miles Davis. Il faudra beaucoup de temps pour créer cet objet informatiquement. Mais la description verbale de ce monstre fantastique vous prendra le même montant. Cela ne fonctionnera pas de raccourcir, de dire en deux mots aussi, car une telle composition est irréelle, ce qui signifie qu'elle n'existe pas. Ce n'est pas un vrai modèle.

Il s'avère que nous ne sommes qu'une structure momentanée qui apparaît sous le regard du spectateur. Les physiciens ajoutent de l'huile sur le feu et disent que peut-être au final il s'avérera que le monde n'est fait de rien du tout. Pour l'instant, il nous reste à nous montrer les uns les autres et le monde qui nous entoure, en décrivant tout en mots et en distribuant des noms. Plus le modèle est complexe, plus il faut compresser sa description pour la rendre réelle. Prenez, par exemple, le cerveau humain, l'un des systèmes les plus complexes de l'univers. Essayez de le décrire en quelques mots.

Essayez de le décrire en un mot. Ce qui se produit?