Main Le monde quantique et la conscience

Le monde quantique et la conscience

ISBN 10: 1024201333
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LE MONDE QUANTIQUE
ET LA CONSCIENCE

Collection « Sciences et spiritualités »
dirigée par Jean Staune

LIBET, L'esprit au-delà des neurones. Une exploration de la
conscience et de la liberté, 2012.
Stuart A. KAUFFMAN, Réinventer le sacré. Une nouvelle vision de la science,
de la raison et de la religion, 2013.
Nidhal GuEssouM, Islam et science. Comment concilier le Coran et la science
moderne, 2013.
Nidhal GuEssouM, Islam, Big-bang et Darwin. Les questions qui fâchent ... ,

Benjamin

2015.

© Henry P. Stapp
©Éditions Dervy, 2016
19, rue Saint-Séverin 75005 Paris
ISBN: 979-10-242-0133-7
contact@dervy.fr
www.dervy-medicis.fr

Henry P. Stapp

LE MONDE QUANTIQUE
ET LA CONSCIENCE
Sommes-nous des robots
ou les acteurs de notre propre vie ?
Traduit de l'anglais
par Alessia Weil

Éditions Dervy

PRÉFACE

Nous avons tous le sentiment d'exister, d'être un être unique
et de faire des choix libres. Vous avez par exemple choisi de lire
ce livre au lieu d'aller au cinéma ou de regarder la télévision.
Pourtant dans le monde moderne, il n'y a ·aucune place pour
l'esprit ni pour ce qui est, théoriquement, à la base du choix que
vous venez de faire : le libre arbitre.
En effet, le monde moderne, basé sur les progrès fabuleux de
la science depuis la Renaissance jusqu'au xxe siècle, nous donne
une vision physicaliste du monde. C'est la physique (et la chimie)
qui explique la réalité ultime, c'est-à-dire tout ce qui constitue
le monde qui nous entoure. Et c'est la matière qui constitue le
composant de base de la réalité. C'est pourquoi aujourd'hui la
quasi-totalité des spécialistes des sciences de « l'esprit » pensent
que l'esprit émerge d'une façon ou d'une autre de la matière. Et
comme cet esprit n'a pas d'existence propre, il serait vain de chercher quelque part l'existence d'une vraie liberté. Si l'on pouvait
analyser la totalité des connexions neuronales de votre cerveau,
on finirait certainement par trouver la raison pour laquelle vous
êtes en train de lire ce livre au lieu de regarder la télévision. En
d'autres termes, tous ces choix que nous pensons faire librement,
grâce à ce « quelque chose » que l'on appelle le libre arbitre, sont
en fait déterminés par un certain nombre de facteurs dont nous
n'avons certainement pas conscience. Par exemple, très jeune
vous avez entendu votre père parler de physique et même si vous
ne vous en souvenez plus du tout, cela vous a donné un goût particulier pour la physique qui vous a amené à vous plonger dans
ce livre plutôt qu'à regarder une série à la télévision.

6

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

La compréhension du monde qui en découle amène donc à
une vision particulièrement désenchantée. Si nous ne pouvons
pas réellement faire de choix libre, comment pouvons-nous prétendre agir sur le monde qui nous entoure, le modifier dans le
sens de nos valeurs et de nos idéaux, si le monde qui nous entoure,
dont notre propre cerveau est l'un des constituants essentiels,
détermine entièrement, non seulement ce que nous faisons mais
aussi ce que nous pourrions faire ?
Mais voilà ! Cette vision quelque peu désespérante dans
laquelle nous affirmons que nous existons en tant qu'une
conscience individuelle pourvue d'une vraie capacité à faire des
choix libres alors qu'en fait il s'agit d'une parfaite illusion, n'est
plus d'actualité, selon l'auteur de ce livre, à cause de l'émergence
au xxe siècle de la physique quantique.
Or l'auteur de ce livre n'est pas n'importe qui. Henry Pierce
Stapp (né en 1928) est sans doute une des dernières personnes sur
terre, sinon la dernière, à avoir été l'élève de deux des grands fondateurs de la physique quantique, Wolfgang Pauli (1900-1958) et
Werner Heisenberg (1901-1976), avant de faire carrière au prestigieux laboratoire Lawrence Berkeley de l'université de Californie
à Berkeley, aux États-Unis. C'est pourquoi il faut féliciter les éditions Dervy d'avoir fait traduire et publier cet ouvrage, le plus
accessible de Henry Stapp et le premier à la disposition des lecteurs francophones.
Pour comprendre la thèse qui y est développée, il nous faut
d'abord revenir sur les fondements de la physique quantique.
Dans une préface comme celle-ci, une présentation de la physique quantique ne peut se faire que d'une façon extrêmement
succincte. C'est pourquoi j'insisterai simplement sur les trois
grands mystères qu'elle contient, mystères qui, comme nous
allons le voir, sont reliés entre eux.
Le premier mystère concerne la non-neutralité de l'observation ; une idée complètement absurde pour la science classique.
Le fait d'observer quelque chose, par exemple une réaction
chimique en train de se produire, ne va pas la modifier ! Tandis

PRÉFACE

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que le principe d'incertitude de Heisenberg nous dit que si nous
mesurons la vitesse d'une particule élémentaire, nous ne pourrons pas connaître la position qu'elle avait au même moment parce
que le fait d'avoir mesuré sa vitesse a modifié ses caractéristiques,
dont sa position. Et si l'on mesure d'abord sa position, c'est bien
sûr la vitesse qu'on ne pourra pas connaître. Cela signifie donc
que l'observation n'est plus neutre ! Pourquoi ? C'est un mystère !
C'est comme ça, cela fait partie de la «nature de la Nature».
Notons déjà qu'il y a là un parallèle, certes ce n'est qu'un parallèle, avec le domaine de l'esprit. Tout le monde sait bien qu'un
enfant qui se sait observé ne se comporte pas de la même façon
qu'un enfant qui pense jouer hors de toute observation. De là à
dire que les électrons se comportent un peu comme des enfants
qui jouent, il y a un pas que nous ne franchirons pas mais que
certains n'hésiteront pas à faire comme nous le verrons par la
suite.
Le deuxième mystère est celui de la réduction du paquet
d'ondes. Einstein avait montré que la lumière, qui était considérée comme étant composée d'ondes, était en même temps
composée de petites particules de masse nulle, les photons. La
lumière était donc à la fois composée d'ondes et de particules.
Le Français Louis de Broglie « souleva un coin du grand voile »,
comme le dit Einstein lui-même, en démontrant que, de façon
symétrique, les particules composant la totalité des atomes et du
monde matériel étaient également des ondes. En fait, elles sont
des ondes quand elles se propagent, et quand on les observe, il se
produit un phénomène que l'on appelle la « réduction du paquet
d'ondes», la particule onde devient un point matériel localisé et
observable, laissant une trace en un endroit précis. Quand vous
mettez un sucre dans votre tasse de café, il se dissout instantanément et « partout » dans le café (si vous avez bien tourné la
cuillère). Mais maintenant imaginez un sucre quantique : vous
remettez quelque temps plus tard la cuillère, la tournez un peu et
quand·vous la sortez de la tasse, « poum ! », le sucre intact réapparaît soudainement dans votre cuillère. Vous feriez une drôle de
tête si cela se produisait! Eh bien c'est ce qu'il se produit dans le

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LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

monde quantique. Une fois émis à un endroit, l'électron se propage comme une onde, une onde circulaire exactement comme
l'effet créé par un caillou que vous lancez au centre d'une mare.
La vague s'étend dans toutes les directions de la mare de façon
uniforme, mais dans le monde quantique, à un moment donné,
la vague disparaît de façon instantanée pour que se matérialise à
un endroit donné la particule. C'est ce phénomène très étrange
qui est appelé« réduction du paquet d'ondes». Il permet a posteriori de comprendre notre premier mystère. Quand on observe
une particule, on change sa nature, voilà pourquoi on ne peut pas
connaître les autres propriétés qu'elle avait au moment de cette
observation. Mais en fait nous nous trouvons devant un mystère encore plus grand. Qu'est-ce que c'est que cette stupéfiante
« réduction du paquet d'ondes» ? Là encore la seule réponse est
« c'est la nature de la Nature». Cette situation implique l'existence d'une frontière que l'on appelle« frontière de Heisenberg»,
entre le monde macroscopique où nous vivons et le monde quantique. En effet, dans notre monde, les morceaux de sucre ne réapparaissent pas dans les cuillères. Il y a donc un endroit (mais
où ?) où se situe une limite au-delà de laquelle les phénomènes
quantiques ne se produisent plus.
Enfin, le troisième mystère c'est celui de la non-séparabilité,
également appelé non-localité. Le phénomène de réduction
du paquet d'ondes est déjà non local; en effet, comment une
onde étendue sur un espace qui en théorie peut être immense,
peut-elle se réduire instantanément en un point précis ? Avant
la réduction, l'électron a une certaine probabilité d'être trouvé
en n'importe quel point du front d'ondes, celui-ci pouvant avoir
en théorie des années-lumière de diamètre (s'il s'agit d'une onde
circulaire partie d'un point précis). Ainsi donc un phénomène
qui peut en théorie être étendu sur un espace immense se réduit
instantanément à un seul point ! Il y a donc là quelque chose
qui se produit de façon globale. Global voulant dire, ici, plus
rapide que la vitesse de la lumière. En 1935 quand Einstein
publie son fameux paradoxe EPR (les initiales de son nom et
de ses collaborateurs Podolsky et Rosen), il démontre que pour
que les prédictions de la physique quantiques restent valides, un

PRÉFACE

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tel « effet fantôme » à distance (ainsi le nommait-il pour s'en
moquer) devait exister. Mais depuis plus de trente ans déjà, des
expériences comme celles faites par Alain Aspect à l'université
d'Orsay ont démontré qu'Einstein s'était trompé et que cet effet
existait bel et bien.
La réduction du paquet d'ondes, le principe d'incertitude de
Heisenberg et la non-localité ou non-séparabilité sont donc liés.
Ils nous disent quelque chose de fondamental sur la nature de la
réalité, mais quoi ? Et c'est là que justement divergent les différentes interprétations que l'on peut faire de la physique quantique.
Dans cet ouvrage, Henry Stapp défend avec force l'interprétation
de von Neumann de la physique quantique. John von Neumann
(1903-1957), qui fut l'un des principaux concepteurs des premiers
ordinateurs, qui contribua aux premiers travaux sur la bombe
atomique, ainsi qu'à de nombreux travaux mathématiques, était
considéré comme l'un des plus grands esprits du xx< siècle, aux
côtés d'Albert Einstein, Kurt Godel, et de toute cette collection
de génies qui se retrouvèrent à la fin des années 1930 à l'université
de Princeton. Comme le montre Henry Stapp, son interprétation
est à la fois radicale et très cohérente. Plutôt que de chercher
désespérément à fixer une frontière entre le monde microscopique et le monde macroscopique, on déplace cette frontière
« vers le haut », pour la situer entre notre cerveau et notre esprit.
Selon une telle conception, la totalité du monde, y compris le
monde macroscopique qui nous entoure, le corps et le cerveau,
obéissent aux lois de la physique quantique, c'est-à-dire se comportent comme notre invraisemblable morceau de sucre de tout
à l'heure. Et c'est notre conscience qui, en permanence, donne au
monde l'apparence que nous lui connaissons. En d'autres termes,
c'est notre conscience qui crée la réalité et non pas la réalité qui
crée notre conscience, voilà le point ultime jusqu'où peut aller la
révolution quantique. Bien peu de physiciens sont prêts à aller
aussi loin et pourtant Henry Stapp appelle cette interprétation
l'interprétation orthodoxe! Parce qu'elle est selon lui la plus
cohérente, la plus satisfaisante intellectuellement ; elle permet
entre autres de résoudre définitivement des paradoxes célèbres

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LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

comme celui du fameux chat de Schrodinger1. Rappelez-vous
donc de la situation : un chat est enfermé dans une boîte avec une
fiole de poison, un marteau et un système de détection de désintégration d'un atome radioactif tel que l'uranium, par exemple.
Le schéma est le suivant: si l'atome d'uranium se désintègre, le
dispositif l'enregistre, actionne le marteau qui casse la fiole de
poison qui libère un gaz qui tue le chat. La physique quantique
nous apprend qu'en dehors de toute observation, l'atome est en
état double, à la fois non désintégré et désintégré. On appelle
cela la superposition des états. L'appareil de mesure, lui-même
composé d'atomes, est donc en état double, à la fois activé et non
activé. Le marteau, lui aussi composé d'un très grand nombre
d'atomes, est donc tout aussi logiquement en état double, levé
et baissé. La fiole de poison sera à la fois intacte et brisée et le
chat à la fois mort et vivant. Avec l'interprétation de Neumann,
tous ces états existent bien simultanément, et c'est quand une
conscience prend connaissance du résultat de l'expérience, que se
produit une cascade d'événements qui inflige à tout le processus
des réductions des paquets d'ondes, qui font que le chat est soit
mort soit vivant, mais pas les deux à la fois. C'est plus cohérent,
nous dit Henry Stapp, que d'imaginer qu'il y a quelque part une
frontière au-delà de laquelle, pour des raisons d'effets de masse
(ce qu'on appelle par ailleurs la décohérence et que je trouve que
Stapp ne discute pas suffisamment), de telles réductions se produisent spontanément.
Mais faire un tel postulat implique d'aller assez loin. Car l'on
peut par exemple mettre un détecteur de mouvement qui détecte
les mouvements du chat. Si le chat n'a pas bougé pendant des
heures, le détecteur écrit alors « chat mort » sur un papier et
glisse ce papier dans une enveloppe. C'est seulement plusieurs
jours après qu'un expérimentateur ouvrira l'enveloppe et lira l'information « chat mort». Pour rester cohérente, l'interprétation
de Neumann doit supposer que la conscience de l'observateur
peut agir dans le temps et provoquer une cascade de réductions
1. Erwin Schrodinger (1887-1961), physicien autrichien.

PRÉFACE

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du paquet d'ondes dans le passé pour que la série d'enchaînements
des causes menant à l'observation « chat mort » soit cohérente.
J'ai très bien connu Olivier Costa de Beauregard (1911-2007),
grand physicien quantique qui soutenait aussi cette interprétation. Voilà comment il la justifiait : imaginez deux fleuves parallèles qui courent dans le désert puis qui se rejoignent pour ne
former plus qu'un seul fleuve. Si des explorateurs remarquent que
deux civilisations avec les mêmes coutumes et habitudes habitent
le long des deux fleuves, qu'est-ce qui est le plus logique ?, me
demandait Costa de Beauregard. Qu'une civilisation soit née sur
les rives de l'un des fleuves et ait traversé le désert pour s'installer
sur les rives de l'autre fleuve, ou qu'elle ait descendu le fleuve
puis, malgré les difficultés, ait remonté le courant de l'autre
fleuve pour s'établir en amont ?
Dans l'expérience de non-séparabilité les deux particules
jumelles partent d'un même atome dans des directions opposées. Si l'on agit sur l'une, cela impacte immédiatement l'autre,
même si les deux particules sont séparées d'une distance telle
qu'aucun signal ne peut aller à la vitesse de la lumière de l'une
à l'autre. Plutôt que d'accepter l'idée d'une globalité, d'un lien
instantané entre les deux particules, ne peut-on pas penser qu'un
signal partant d'une particule remonte le temps, comme la civilisation remonte le fleuve, pour dire à sa particule jumelle avant
leur séparation« attention, à l'arrivée on va me faire telle mesure,
donc reste bien en phase avec moi» ?Je ne suis pas le seul à avoir
trouvé cela difficile à avaler, même si encore une fois, une telle
interprétation est très cohérente. Comme avec l'expérience du
chat de Schrodinger retardée, nous voyons que la physique quantique arrive assez facilement à nous amener conceptuellement à
l'idée d'une remontée dans le temps.
Ainsi donc, faisant le choix de la cohérence et de la simplicité
du modèle. Henry Stapp ne s'arrête pas devant des « difficultés »
comme celles-ci. Pour lui, le point clé est que l'observateur est
vraiment libre quand il décide de faire telle mesure plutôt que
telle autre sur une particule élémentaire. Or ces mesures vont
modeler la nature de la réalité qui va en émerger. Si l'on monte

12

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

une expérience d'une telle façon, les particules passent à travers
un système de fentes en tant qu'ondes, si on monte l'expérience
d'une autre façon, elles passeront en tant que particules. C'est
donc notre choix à nous, un choix libre fait par un esprit, qui va
déterminer les caractéristiques de la matière, et non la matière
qui va déterminer l'esprit. Mais ce retournement déjà complet
de situation ne s'arrête pas là. En effet, comme je vous l'ai dit, le
mystérieux phénomène global de réduction du paquet d'ondes est
totalement aléatoire. Rien ne permet de prédire pourquoi l' électron va décider d'apparaître à tel endroit plutôt qu'à tel autre.
Donc quand nous posons une question libre à la nature, elle nous
répond par un choix aléatoire, un choix qui ne nous semble être
gouverné par aucune loi physique. La nature manifeste ainsi une
caractéristique qui correspond à celle de l'esprit : un choix libre
non guidé par les lois physiques. Stapp en arrive donc à conclure
que quand notre esprit pose une question à la nature, ce qui lui
répond dans la nature est aussi de l'ordre de l'esprit. Ainsi notre
esprit et la nature seraient deux réalités appartenant toutes les
deux au domaine de l'Esprit. La matière s'efface ainsi au profit
d'un panpsychisme (tout est esprit), à ne pas confondre avec
l'idéalisme (rien n'existe sauf mon esprit) cher à des philosophes,
tel Berkeley.
Selon Henry Stapp, cette nouvelle conception de la nature
redonne un sens profond à la vie. Elle fait que nos choix sont
véritablement d'une grande importance, sont capables d'agir et
de modifier en profondeur le monde selon nos souhaits et nos
valeurs. Qu'on me laisse conclure cette préface avec une citation
du premier texte d'Henry Stapp que j'ai lu il y a plus de vingt
ans et qui m'avait frappé par l'audace radicale qui s'en dégageait,
même si certains trouveront qu'il s'agit d'une idéalisation de la
science ou d'une extension du domaine qui est le sien. On peut
y voir aussi l'annonce de nouvelles conceptions de la science
dont les progrès l'amènent à s'ouvrir aux dimensions éthiques
et philosophiques. « Fondée sur des preuves scientifiques dont
tous les hommes peuvent également se prévaloir, la conception
quantique n'est pas le rejeton de situations historiques propres à

PRÉFACE

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des groupes sociaux particuliers qui l'exploitent à son profit; elle
a donc le potentiel d'offrir un système universel de valeurs adaptées à tous les hommes, sans égard aux accidents de la naissance.
Si cette conception quantique de l'homme se répand, la science
se sera accomplie, en ajoutant aux avantages matériels qu'elle a
déjà procurés une pensée philosophique qui a peut-être encore
plus de valeur. »
Jean Staune

PROLOGUE

Le monde semble être composé de deux sortes de choses complètement différentes: les réalités mentales, d'une part, et les
propriétés physiques de l'autre. Les réalités mentales telles que
vos pensées conscientes, vos idées et sentiments, sont décrites
par le langage de la psychologie. Elles semblent appartenir à des
individus et n'être accessibles que de, et par ces seuls individus.
Les propriétés physiques telles que la dureté (d'un matériau) ou
le niveau de l'énergie sont décrites, quant à elles, par le langage
mathématique de la physique. Elles sont accessibles par tous et
sont liées à l'espace tridimensionnel où nous vivons.
La question relative à la relation pouvant exister entre ces
deux sortes de choses représente, sous une forme ou une autre,
un problème essentiel, tant en science qu'en philosophie, depuis
les toutes premières pensées attestées dans ces domaines. Car
sa réponse détermine la nature fondamentale de ce que nous
sommes en tant qu' êtres humains, ainsi que les efforts que nous
faisons pour orienter notre avenir dans la bonne direction.
Cette question avait semblé être résolue, durant un certain
temps, par les théories physiques prévalant en science depuis
l'époque d'Isaac Newton jusqu'à la fin du x1x< siècle. Ces
théories « classiques » donnaient au monde physique une position primordiale : les lois de la physique le rendaient causalement autosuffisant, et nos pensées conscientes étaient devenues
les témoins impuissants d'un flux prédéterminé d'événements
physiques.

16

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

Néanmoins, cette conception du monde énoncée par la physique classique était incohérente dans la mesure où la théorie
n'incluait aucune raison logique à l'existence de nos expériences
mentales, ou au fait que celles-ci possèdent la propriété « du
ressenti » les caractérisant. Le sentiment que nous avons tous
d'exister n'avait aucune place au sein de la théorie physique.
Cette théorie ne permettait pas de raccorder notre conscience
au monde physique ni de lui donner une quelconque valeur qui
incite à travailler à notre survie. Car elle présumait que tout ce
qui devait se produire dans le futur physique ne serait la conséquence que du seul passé physique.
Cette image de soi robotique réduit votre « volonté consciente »
à n'être qu'un fantôme impuissant vous déchargeant de toute responsabilité vis-à-vis de vos actions, et vous rendant incapable de
vous soustraire, au moyen d'efforts mentaux, à n'importe quel
danger physique vous menaçant, ou menaçant quelqu'un d'autre ;
ou bien encore de promouvoir, par votre effort conscient, toute
chose à laquelle vous accordez de l'importance.
Cette conception mécanique de l'univers qui prive celui-ci,
ainsi que le rôle que vous y jouez, de toute signification, n'est
autre que la conséquence naturelle des principes de la physique
classique. Ces concepts furent néanmoins jugés incompatibles
avec une multitude de découvertes expérimentales réalisées au
début du xxe siècle. Pour faire face à cet échec cuisant des principes classiques, les physiciens du xxe siècle remplacèrent cette
compréhension de la nature par une conception profondément
différente, appelée la mécanique quantique. Cette nouvelle
théorie intégrait directement le postulat fondamental selon lequel
les intentions conscientes humaines ne seraient pas contrôlées
par des propriétés physiques leur étant antérieures, mais qu'elles
pourraient affecter l'avenir physique de manière à conduire à une
compréhension cohérente tant des données empiriques établies
que du pouvoir apparent des intentions conscientes d'une personne à influer sur ses propres actions.
Pour parvenir à une compréhension rationnelle des données
empiriques du xxe siècle, qui paraissaient de prime abord assez

PROLOGUE

17

énigmatiques, les fondateurs de la physique quantique ont entrepris de réviser la vision préexistante de la nature de la science
elle-même. Ils ont ainsi rejeté la représentation (classique) selon
laquelle les théories scientifiques devaient décrire un monde physique existant et évoluant indépendamment de nos observations
conscientes à son sujet.
Ils ont adopté, en lieu et place, la position empiriste suivante :
ce sont nos expériences elles-mêmes qui représentent les réalités
essentielles de toute théorie scientifique. Le mot « science » vient
du latin scire, qui signifie « savoir ». Mais nos expériences sont la
seule chose que nous connaissions réellement. Cette modification
fondamentale de notre conception de la science permit de formuler la nouvelle théorie de façon à ce qu'elle conduise à des prédictions d'une précision sans précédent. L'univers de la physique
classique, qui était réglé comme une horloge, fut remplacé par
une réalité psycho-physique intégrée, dans laquelle les mêmes
lois expliquant avec succès les résultats empiriques relatifs aux
processus externes permettaient également d'expliquer la façon
dont nos intentions mentales influencent nos actions physiques.
Ce livre est destiné à exposer au grand public cette profonde
modification de notre compréhension de la nature des choses.
Une attention particulière y est accordée à l'impact qu'a eu
sur nos vies et sur le progrès scientifique le remplacement de la
conception du monde classique, fondamentalement erronée, par
celle, fructueuse, qui lui a succédé au xx1< siècle.

Chapitre 1

INTRODUCTION.
LES IDÉES CLASSIQUES

La physique moderne a véritablement débuté avec les travaux
d'Isaac Newton, qui écrivit :
« [... ] Il me paraît très probable que Dieu forma au commencement la matière de particules solides, pesantes, dures, impénétrables, mobiles. » Ces particules étaient présumées interagir
principalement par contact. Cependant, pour Newton, elles
s'attiraient également les unes les autres via la force gravitationnelle, qui agit instantanément sur des distances astronomiques.
Lorsque accusé de faire preuve de mysticisme en supposant une
telle action instantanée à distance, Newton répondit:« [...]qu'un
corps puisse agir sur un autre à distance au travers du vide, sans
médiation d'autre chose [...] est pour moi une absurdité dont
je crois qu'aucun homme ayant la faculté de raisonner de façon
compétente dans les matières philosophiques puisse jamais se
rendre coupable. »

Rien ne va-t-il plus vite que la lumière ?
Newton ne proposa aucune hypothèse à propos de la façon
dont les informations relatives à l'emplacement de la source de
gravité pouvaient être instantanément transmises à un objet lointain lui répondant : il se contenta de justifier cette hypothèse
par le fait qu'elle conduisait à une compréhension possible de

20

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

nombreux faits empiriques connus. Mais deux siècles plus tard,
Albert Einstein proposa sa propre explication : il n'existe pas,
dans la nature, d'interaction instantanée. Par conséquent, il doit
exister une vitesse maximale possible d'interaction : cette vitesse
est celle de la lumière. La théorie d'Einstein requérait, en outre,
qu'aucune influence d'aucune sorte ne puisse être transmise plus
rapidement qu'à la vitesse de la lumière. Les scientifiques adhérèrent, à la suite d'Einstein, à cette condition qu'ils considérèrent
comme l'un des principes fondamentaux de la physique. Mais la
tâche la plus fondamentale de la science de notre époque consista
à essayer de relever le défi de maintenir ce principe face aux résultats empiriques du xxe siècle - ou de remédier adéquatement à
son échec. Cette question impacte l'ensemble de notre vision du
monde, et notamment notre compréhension de la relation existant entre notre vie mentale intérieure et le comportement de
notre corps et de notre cerveau.

Le dualisme de Descartes
Ces questions relatives à la nature fondamentale des choses
furent mises en lumière par les écrits du philosophe et mathématicien français René Descartes. Celui-ci soutenait que ce
qui existe est divisé en deux : « les choses occupant des emplacements dans l'espace tridimensionnel», d'une part, et «les
entités pensantes »de l'autre. Cette dualité cartésienne a préparé
le terrain pour les développements scientifiques à venir. Elle
permit à la réalité d'être divisée, en fait, en trois différents types
de choses : les propriétés physiques, les réalités mentales et les
entités pensantes. Les propriétés physiques permettent de décrire
les objets qui existent dans le temps et dans l'espace; les réalités
mentales incluent vos pensées, vos idées et vos sentiments ; et
une entité pensante est une chose qui fait l'expérience, vit ou
ressent des réalités mentales.
Un exemple de propriété physique possible? La position d'une
minuscule particule dont le centre est situé, à chaque instant, en

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

21

un point de l'espace tridimensionnel, et qui est entouré par le
reste de la particule. Deux exemples de réalités mentales ? Votre
sensation de douleur lorsque vous touchez une poêle chaude, et
votre expérience, ou perception, de la couleur « rouge », lorsque
vous regardez une tomate mûre. Un exemple d'entité pensante? Il
s'agit du « vous » qui est en train de lire ce livre : il pense vos pensées, connaît vos idées et ressent vos impressions. C'est le « je » de
la fameuse citation de Descartes : « Je pense donc je suis. »
Si Descartes a reconnu que les événements mentaux se produisant dans le flux des expériences conscientes d'une personne
étaient associés, d'une manière ou d'une autre, à des événements
physiques occasionnés dans le cerveau de cette même personne,
il maintint néanmoins que la nature de ces réalités mentales était
fondamentalement différente de celle des activités physiques leur
correspondant dans le cerveau. Cette différence est la fameuse
distinction cartésienne entre corps et esprit.

Le déterminisme classique
Isaac Newton, s'appuyant sur les idées de Descartes, concentra
son attention, pour sa part, sur les aspects physiques de la réalité.
Il formula, à l'aide d'outils mathématiques, des« lois du mouvement » expliquant de manière détaillée les mouvements des planètes au sein du système solaire, l'orbite de la lune autour de la
terre, les marées montantes et la chute des pommes, ainsi qu'une
multitude d'autres caractéristiques de l'univers physique. Mais
son exposé ne faisait aucune mention des aspects mentaux de la
réalité.
Du fait de ces lois s'appliquant universellement à toute chose
- vivante ou morte - on peut dire de l'univers classique newtonien qu'il est « déterministe». Cela signifie que toute l'histoire
de l'univers décrit par la physique est fixée à jamais dès lors que
les conditions physiques initiales et les lois mathématiques du
mouvement sont spécifiées. Les aspects de l'univers physique

22

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

qui ne sont pas fixés par les lois générales sont donc limités à la
sélection des conditions physiques initiales et au choix des lois
physiques (supposées intemporelles) du mouvement. La spécification de ces deux données détermine ensuite chaque événement
physique qui se produira un jour. Rien de ce qui est de l'ordre
du physique n'est laissé au hasard ou à la volition de l'homme ou
de la Nature.
Cette façon de comprendre la réalité porte le nom de « matérialisme » ou, parfois, de « physicalisme ». Et son expression, qui
est en conformité avec les idées d'Isaac Newton, est désignée sous
le terme de « physique classique », ou de « mécanique classique ».

Le tourment philosophique
Ce verdict scientifique trompeur, qui réduisait les êtres
humains à n'être rien d'autre que des automates mécaniques, a
tourmenté les philosophes des siècles durant. Nos pensées rationnelles et autres sentiments moraux étaient rendus inaptes à faire
dévier le cours de nos actions corporelles du chemin ordonné
au début des temps par les aspects purement mécanistes de la
nature. Cette conception de la réalité détruit les fondements
rationnels de la philosophie morale : comment pouvez-vous être
responsable de vos actions si celles-ci furent entièrement déterminées avant votre naissance, voire, en fait, lors de la naissance
de l'univers ?
Mais ce tourment n'est pas l'apanage des seuls tenants de
la philosophie morale. Le grand physicien du x1x< siècle John
Tyndall y songeait également en écrivant: «Nous pouvons
tracer le développement d'un système nerveux et le mettre en
corrélation avec le phénomène concomitant de sensation et de
pensée. Nous voyons avec une certitude indubitable qu'ils vont
de pair. Mais nous essayons de repousser le moment où nous
nous attellerons à comprendre le lien existant entre les deux 1 ••• »
1. John Tyndall,« The BelfastAddress »,Nature, 20 août 1874, p. 172-189.

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

23

La difficulté principale réside dans le fait que les réalités
mentales, qui existent pourtant bel et bien, n'ont aucune place
rationnelle dans le cadre de la science du x1x siècle. Il s'agit de
choses que l'on ajoute simplement parce que nous savons qu'elles
existent, mais qui sont déconnectées de nos représentations physiques du monde. Leurs effets sur ce qui se produit dans le monde
physique sont exactement les mêmes que si elles n'existaient pas.
Nous, les humains, sommes ainsi réduits à l'état d'automates
mécaniques, et tout effort conscient visant à faire du monde un
endroit meilleur pour soi-même ou autrui représente un acte
irrationnel - puisque nos destins ont été scellés à la naissance de
l'univers.
0

Des idées quantiques
Puis, une série d'expériences fut réalisée durant le premier
quart du xx< siècle dans le but de dégager les propriétés de la
matière à l'échelle de ses constituants atomiques. Les résultats de
ces expériences s'avérèrent incompatibles non seulement avec des
petits détails de la physique classique, mais également avec ses
principes fondamentaux.
En réponse à l'effondrement calamiteux des idées classiques,
les scientifiques créèrent alors une nouvelle théorie appelée
« mécanique quantique ». Celle-ci se base sur des concepts
radicalement différents de ceux de la physique classique, mais
donne des prévisions très précises à propos des résultats que
l'on peut obtenir à partir d'expériences - tant anciennes que
nouvelles - reproductibles. La vision de la nature de l'homme
qu'elle véhicule est foncièrement différente de celle de la
conception robotique qu'impliquaient les principes de la physique classique.
La version originale de la mécanique quantique fut désignée
sous le nom« d'interprétation de Copenhague» en raison du fait
que celle-ci fut élaborée lors de discussions très intenses ayant pris
place à l'Institut de Niels Bohr, lui-même situé dans cette ville.

24

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

Cependant, elle fut proposée non comme une nouvelle théorie
de la réalité, mais plutôt comme un ensemble de règles pragmatiques permettant aux physiciens de faire des prédictions fiables
à propos de ce qu'ils expérimenteront en fonction du choix qu'ils
opéreront parmi de nombreux actes d'observation alternatifs possibles - les règles dynamiques de la théorie stipulent en effet que
le choix de l'angle sous lequel ils vont observer la réalité n'est pas
neutre.
L'interprétation de Copenhague présente deux descriptions
physiques très différentes. La première est une description qui se
base sur les concepts de la physique classique. Mais cette description n'est pas - comme c'est le cas pour Newton - la description
d'un monde composé de constituants atomiques physiques réels
trop petits pour être vus. Il s'agit plutôt de la description d'un
monde fait de particules imaginées que les scientifiques utilisent
pour communiquer à d'autres scientifiques« ce que nous avons
fait et ce que nous en avons appris ». C'est un moyen technique
de décrire « nos expériences (humaines) » se rapportant à la fois
aux conditions expérimentales que nous mettons en place et aux
résultats que nous observons par la suite. La seconde description
physique se fonde sur les concepts mathématiques plus abstraits
de la mécanique quantique. Ces deux descriptions physiques sont
combinées au moyen de certaines règles. Celles-ci impliquent
des « libres choix » de la part des utilisateurs de la théorie - à
savoir nous, les êtres humains, qui nous trouvons à l'extérieur de
la théorie -, dépendant du type d'examen des caractéristiques
observables de la nature que l'on veut effectuer et des actions
entreprises. Selon la mécanique classique, tout résultat est prédéterminé en fonction des lois décrites purement physiquement ;
tandis que selon les idées fondamentales de la mécanique quantique, les résultats impliquent un élément quantique aléatoire
irréductible.
Cette version originale de la mécanique quantique présente
de manière informelle une mystérieuse frontière dont la position
est variable, appelée la frontière de Heisenberg, de sorte que les
choses de grande taille se trouvent au-dessus de la frontière et

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

25

sont décrites d'après le langage et les concepts de la physique
classique, tandis que les choses de taille atomique sont placées
au-dessous de la frontière et sont décrites au moyen des concepts
quantiques. Cette idée reste cependant mal définie et irrationnelle dans la mesure où les grandes choses sont également composées de constituants atomiques et doivent ainsi être traitées
en tant qu'ensemble d'atomes pour comprendre leurs propriétés
physiques macroscopiques telles que la dureté et la conductivité
électrique.
Bohr a clarifié la situation en expliquant que les concepts
de la physique classique étaient des outils mentaux permettant
aux scientifiques de communiquer à d'autres scientifiques « ce
qu'ils ont fait et ce qu'ils en ont appris». Cette vision nous autorise ainsi à concevoir les aspects classiques du monde comme
des caractéristiques de notre structure mentale permettant à
nos connaissances d'être communiquées d'une personne à une
autre. Les caractéristiques classiques des objets observés sont
ainsi identifiées comme étant des caractéristiques de l'esprit des
observateurs. Reste qu'à travers le prisme de ce point de vue
pragmatique, même la description quantique des propriétés
physiques sous-jacentes ne représente alors qu'une fonction utile
de nos pensées. Rien n'est dit à propos de ce qui existe au-delà de
nos pensées. La théorie devient ainsi un moyen utile de penser
notre connaissance en perpétuelle évolution. Mais de quelle
connaissance cette connaissance relève-t-elle ? Quelle est la
nature de la réalité dans laquelle nos pensées sont incorporées ?
Compte tenu de notre connaissance des prédictions empiriquement validées de la mécanique quantique, ne pouvons-nous pas
envisager l'existence d'une conception de nous-mêmes et du
monde nous entourant fondée sur une science rationnellement
cohérente, et pouvant nous être utile, voire essentielle dans la
conduite de nos vies ?

26

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

La formulation « orthodoxe »
de John von Neumann
L'éminent mathématicien John von Neumann a reformulé les
principales idées de la physique quantique selon l'interprétation
de Copenhague sous une forme plus cohérente, rationnellement
parlant, et plus rigoureuse, d'un point de vue mathématique ;
celles-ci sont largement utilisées par les physiciens mathématiques, ainsi que par d'autres scientifiques ayant besoin, dans le
cadre de leurs travaux, d'une grande précision mathématique et
logique. Leur cohérence rationnelle est entre autres due au fait
qu'elles éliminent la variabilité de la frontière de Heisenberg en
déplaçant le tout vers le « haut », de manière à ce que toutes les
choses composées de constituants atomiques - nos corps et cerveaux compris - se trouvent au-dessous de la division et soient
décrites à partir des concepts quantiques, tandis que tous les
aspects basés sur le savoir - incluant les descriptions classiques de
ce que nous observons - soient déplacés dans le domaine mental
situé au-dessus de la frontière. Ce déplacement de la ligne de
frontière situe désormais celle-ci entre les aspects de la nature
décrits mentalement et ceux décrits d'après la mécanique quantique, c'est-à-dire à la séparation entre les esprits et les cerveaux
des agents observateurs, où se trouve naturellement sa place, et
non plus au niveau d'un «instrument de mesure» mal défini,
comme la situait l'interprétation de Copenhague.
Le prix Nobel Eugene Wigner baptisa la reformulation des
principales idées de la mécanique quantique par Neumann sous
le nom de «mécanique quantique orthodoxe». Il s'agit là de la
version à laquelle j'adhère. Le terme «orthodoxe» est adéquat
dans la mesure où beaucoup, sinon, je crois, la plupart des physiciens la considèrent comme la formulation mathématique la plus
juste de l'interprétation de Copenhague la plus standard.
D'autres physiciens ont entrepris de formuler diverses versions
de la mécanique quantique excluant notre conscience, revenant

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

27

ainsi à l'idéal classique. Ces tentatives ont des objectifs contraires
au but de ce présent travail, qui est celui d'expliquer le lien existant entre les réalités mentales et les propriétés physiques, lien
découlant des préceptes quantiques fondamentaux. Cet objectif
requiert d'utiliser une formulation cohérente de la mécanique
quantique de laquelle nos pensées conscientes ne seraient pas
soustraites.
Le repositionnement de la frontière de Heisenberg par Neumann
clarifie la structure de la physique quantique. La dynamique de
Neumann, à l'instar des lois de Copenhague, repose sur ce que
Neumann a appelé le« processus 1 »,et ce que les fondateurs de
l'approche de Copenhague ont appelé «le libre choix de l'observateur». Le choix effectué par l'esprit de l'observateur, que
Neumann appelle «l'ego» de l'observateur de poser une question plutôt qu'une autre définira certaines des propriétés des
aspects de la réalité qui se manifesteront à l'observateur. D'après
les préceptes quantiques fondamentaux, ce choix n'est pas déterminé par les lois physiques, mais est, en vertu de ces lois, capable
d'influencer le comportement du corps de l'observateur. Chaque
observateur devient ainsi tout à la fois participant - à la création
de notre avenir physique commun - et acteur - responsable de
ses propres actions physiques.
La vertu principale de la physique quantique orthodoxe de
Neumann est la suivante : lorsque interprétée de façon réaliste,
elle fournit non seulement une formulation mathématique et
logique précise des règles pragmatiques de la physique quantique,
mais également une conception cohérente d'une réalité psychophysique dans laquelle nous, êtres humains, sommes intégrés en
tant qu'agents psychophysiques ayant le pouvoir d'être les instigateurs d'actions causalement effectives via notre propre libre
choix mental. Elle explique comment la réalité peut avoir des
aspects tout à la fois physiques et mentaux - le mental n'étant
pas déterminé par le physique mais pouvant toutefois influer
sur celui-ci. La théorie permet ainsi à la conception robotique
de l'homme inspirée par la mécanique classique (dont on sait

28

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

désormais qu'elle est fausse) d'être remplacée par une conception
scientifique de nous-mêmes pouvant être compatible - bien que
plus détaillée sur le plan technique - avec notre compréhension
quotidienne, fondée sur l'expérience de ce que nous sommes et de
la façon dont nous nous adaptons au monde qui nous environne.
L'objectif de ce livre est d'expliquer en termes simples les caractéristiques essentielles de cette vision quantique de nous-mêmes.
Il suffit de réfléchir aux paroles de 1'éminent prix Nobel Hans
Bethe pour prendre au sérieux la formulation de la mécanique
quantique de Neumann:« Je me suis parfois demandé si un cerveau tel que celui de Neumann n'était pas le signe de l'existence
d'une espèce supérieure à celle de l'homme.» Cette même hypothèse fut également reprise sous la forme d'un postulat humoristique : Neumann serait en fait un extraterrestre qui se serait
entraîné à imiter à la perfection un être humain dans toutes ses
dimensions.

Résistance à l'action fantôme à distance
En dépit de ses vertus manifestes, de nombreux physiciens se
sont pourtant montrés réticents à adopter la physique quantique
orthodoxe interprétée de façon réaliste. Cela est principalement
dû au fait qu'elle alloue à la réalité physique une caractéristique
essentielle du formalisme de la physique quantique qu'Einstein appelait «l'action fantôme à distance». Einstein refusait
de reconnaître que cette propriété - qui est une caractéristique
intrinsèque au formalisme de la physique quantique - puisse
constituer un élément de la réalité physique. Les fondateurs de
la physique quantique ont éludé la question de la « réalité physique » en précisant que leur théorie traitait de la structure de
l'expérience humaine: « Notre description de la nature n'a pas
pour but de divulguer la véritable essence des phénomènes, mais
seulement de traquer autant que faire se peut les aspects multiples

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

29

de notre expérience1• » Mais pour la physique quantique orthodoxe interprétée de façon réaliste, la description quantique est
une représentation de la réalité psychophysique en soi.
Cette vision « orthodoxe » de la réalité a, sous certaines conditions expérimentales, la conséquence suivante : l'observation
faite par un observateur dans une région expérimentale donnée
s'accompagne d'un changement instantané d'une propriété physique dans une autre région éloignée. Cela semble extrêmement
surnaturel ! D'un autre côté, il n'y a rien de surnaturel dans le fait
que, si cette observation informe l'observateur à propos d'une
propriété d'une particule locale connue pour être corrélée à la
propriété d'une seconde particule lointaine, notre connaissance
collective de la seconde particule change alors naturellement
lorsque la connaissance qu'a l'observateur de la première particule est modifiée. Ainsi, le message sous-jacent de la physique
quantique est-il, en partie, que la réalité physique est plus étroitement liée à notre connaissance que ce que ne le permettent
les préceptes de la mécanique classique. En effet, les physiciens
quantiques considèrent souvent que l'état quantique d'un système symbolise une représentation de « notre connaissance » de
ce système. Et en physique quantique, nos actions d'investigation aboutissent à davantage qu'à une simple découverte d'une
propriété physique préexistante : elles agissent sur les propriétés
physiques observées et les modifient !

Le modèle de réalité quasi classique de John Bell
Répondant à l'existence apparente d'« actions fantômes»,
John Bell proposa une alternative possible à l'approche orthodoxe. Celle-ci repose sur le fait que la physique quantique est une
1. Niels Bohr, Atomic Theory and the Description of Nature, Cambridge,
Cambridge University Press, 1934, p. 18. Traduit du danois par Andrée
Legros et Léon Rosenfeld, La Théorie atomique et la description de la nature
des phénomènes, Sceaux,]. Gabay, 1993.

30

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

théorie statistique. Nous avons déjà, en physique, une théorie
statistique utile : la mécanique statistique classique. Selon cette
théorie, l'état statistique d'un système est exprimé comme une
somme de termes dont chacun représente un état physique réel
possible du système, multiplié par une probabilité. Bell conjectura
qu'en tant que théorie statistique, la physique quantique pourrait
avoir le même genre de structure. Une telle structure spécifierait
l'existence d'une connexion entre des résultats de mesures observables et des états physiques réels. L'intuition d'Einstein serait
ainsi validée si ces états physiques réels pouvaient être à la fois
dépourvus de propriétés fantomatiques et en adéquation avec les
prédictions de la physique quantique.
Cette possibilité fut néanmoins exclue par les théorèmes de
Bell et de ses associés. Ceux-ci réfléchirent en effet à la situation empirique décrite par les physiciens en avançant la théorie
suivante : deux particules ayant des propriétés liées (des spin-Y2)
sont créées. Puis, celles-ci se dirigent simultanément dans deux
régions expérimentales éloignées l'une de l'autre, dans lesquelles
les expérimentateurs choisissent librement de réaliser une expérience parmi deux, ou plusieurs expériences alternatives possibles.
Bell et ses associés prouvèrent que la prédiction de la mécanique
quantique pouvait alors être satisfaite si les états de base prétendument réels étaient autorisés à posséder des propriétés fantomatiques arbitraires, mais ne pouvait être satisfaite si ces états de
base étaient tous tenus de posséder la propriété « pas-plus-viteque-la-lumière » afin que le résultat, dans chaque région, soit
indépendant de l'expérience librement choisie et réalisée dans
l'autre région.
Si ce résultat sape la position d'Einstein, sa signification théorique générale n'en reste pas moins sévèrement limitée par le fait
qu'il impose une substructure essentiellement similaire à celle
de la mécanique statistique classique. Les théorèmes montrent
que le fait d'imposer la localité dans ce type classique de substructure est incompatible avec les prédictions de la mécanique
quantique. Mais ce résultat peut être considéré comme la simple

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

31

confirmation additionnelle du fait que la mécanique quantique
est incompatible avec les concepts de la mécanique classique. Par
conséquent, il semble vain de placer le débat au niveau statistique.

Une preuve acceptable
Cette déficience des théorèmes du type de celui de Bell est
surmontée par la preuve fournie dans l'Annexe 1. Cette preuve
montre que, dans cette même situation expérimentale, on ne
peut exiger dans chaque région, pour chacune des mesures alternatives possibles pouvant y être effectuées, que le résultat qui y
est observé doive être indépendant de l'expérience réalisée dans
l'autre région, sans violer des prédictions de la physique quantique. La preuve est directement exprimée en fonction : des choix
d'expériences macroscopiques possibles permis par les principes
de la physique quantique ; des résultats macroscopiques possibles
de ces expériences possibles ; de plusieurs prédictions (empiriquement vérifiées) de la physique quantique ; et de rien d'autre.

Au-delà de l'idée classique du lien
entre esprit et cerveau
Pour obtenir une cohérence rationnelle, la théorie quantique
orthodoxe rejette l'idée que les principes de la mécanique classique, qui fonctionnent si bien dans les domaines astronomique
et terrestre à grande échelle, s'étendent à la biologie et à la physique atomique. Ce rejet représente le pas fondamental additionnel effectué par la physique quantique. Cependant, malgré
l'incapacité d'étendre ces principes (qui fonctionnent si bien en
astronomie) aux domaines atomique et moléculaire, et malgré
la dépendance du comportement du cerveau aux processus atomiques et moléculaires, la plupart des scientifiques cherchant à
comprendre le lien pouvant exister entre l'esprit et le cerveau persistent à se raccrocher aux concepts classiques. Ils s'attendent à ce
qu'une interprétation de la nature de notre conscience finisse par

32

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

émerger de l'adhésion obstinée à une théorie qui (1) est basée sur
une conception de la nature fondamentalement invalide sur le
plan empirique; (2) laisse de côté ce qu'ils essaient de découvrir,
à savoir la conscience, et (3) qui a été remplacée, il y a de cela
quatre-vingts ans, par un successeur valide sur le plan empirique,
et qui n'est autre que ce qu'ils cherchent: une théorie expliquant
le lien entre nos pensées conscientes et nos cerveaux physiques.

Les libres choix
D'après la physique quantique, chaque nouvel apport de
connaissance est initié par ce que les fondateurs de la théorie ont
appelé « Un libre choix de la part de l'expérimentateur», et ce
que Neumann a appelé le« processus 1 ».Ces choix introduisent
des éléments de discontinuité dans la dynamique quantique. Ces
éléments sont logiquement nécessaires car l'équation du mouvement - l'équation de Schrôdinger - produit un continuum de
possibilités quant à ce qui va se produire ensuite, alors que les
règles quantiques génèrent une discontinuité fondamentale dans
du monde physique. Chaque choix opéré dans le cadre du processus 1 sélectionne une question spécifique. Ce choix permet
ainsi de sélectionner une investigation physique particulière
vouée à étudier une propriété physique spécifique du système
investigué.
Reste que l'équation fondamentale du mouvement - l'équation de Schrôdinger - ne précise pas quelle investigation sera
ensuite menée, ni quand celle-ci aura lieu, ni même ne donne de
probabilité du fait qu'une telle investigation se produise. Ainsi,
la théorie présente-t-elle une « rupture causale » permettant à un
observateur d'être causalement efficace dans le monde physique
sans violer aucune loi physique connue. L'observateur peut opter
pour une investigation physique particulière ou une question
spécifique. On doit pouvoir répondre à cette question - comme
au jeu des vingt questions - par « oui » ou par « non ». La nature
répond immédiatement « oui » ou « non » en concordance avec

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

33

certaines règles statistiques quantiques. Conformément aux règles
quantiques, le monde physique, représenté par l'état quantique,
fait alors immédiatement un saut quantique pour prendre une
forme compatible avec la réponse de la nature. Ainsi la conception quantique du monde physique n'est-elle pas une structure
matérielle ou mécanique. Ce serait plutôt une représentation, en
termes physiques, d'une séquence de connaissances incrémentales relatives à sa propre forme, qui n'a de cesse d'opérer des
sauts quantiques pour adopter un nouvel état concordant avec
la réponse que donne la nature à certaines questions. Le monde
physique est, selon ce scénario, une représentation de la matérialisation des réponses que donne la nature à notre séquence de
questions à son sujet.
Le choix d'une question est dit «libre» car il n'est pas déterminé, même statistiquement, par les règles de la théorie, et
parce qu'il est censé être traité, via les applications pratiques de
la théorie, comme une « variable » mathématique « libre ». En
mathématiques, une variable libre est une propriété d'un système
à l'étude pouvant prendre n'importe quelle valeur d'un ensemble
de valeurs possibles, et parmi lesquelles un utilisateur de la théorie
peut effectuer son choix de façon à servir ses besoins, intérêts ou
valeurs.
Cette liberté, lorsque associée à l'intention mentale de l'utilisateur, survit au pas fondamental réalisé par Neumann, qui était
celui de décaler vers le haut la frontière de Heisenberg, séparant ainsi les cerveaux des esprits des observateurs. L'esprit de
l'observateur, que Neumann appelle l'« ego abstrait» de l'agent
observant, hérite ainsi de la liberté que l'interprétation pragmatique attribue naturellement à l'utilisateur. D'après la vision
quantique de ce dont relève principalement la science - à savoir
de nos expériences conscientes -, cet « ego abstrait » n'est autre
que le berceau et le récipient de la réalité, sujet d'intérêt principal
de la science.

34

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

Nous pouvons ainsi conclure que cette conception quantique
orthodoxe de la réalité donne une explication rationnellement
cohérente de toutes les données empiriques bien établies, mais
requiert, en vertu de la preuve apportée dans l'Annexe 1, des
transferts d'informations essentiellement instantanés.

Les bénéfices d'une vision rationnelle
La croyance en l'efficacité, dans le monde physique, de nos
choix conscients représente la base de tout effort rationnel qu'une
personne intentera pour s'impliquer au sein du monde. Si une
personne à l'esprit scientifique rationnel accepte fermement l'affirmation classique selon laquelle ses intentions mentales seraient
inopérantes sur le monde physique, alors l'efficacité de cette personne sera gravement compromise : comment un être humain
rationnel peut-il mobiliser ses forces et efforts en vue de promouvoir ses propres valeurs tout en croyant fermement que tout ce
qui se produit - ou se produira jamais - était déjà déterminé à
la naissance de l'univers, et a été rendu possible par un processus
niant entièrement les choses mentales ? Lorsqu'on est confronté
à des obstacles, une telle croyance peut alors avoir tendance à
générer une attitude déprimée de consentement résigné face au
destin prédéterminé. En revanche, reconnaître explicitement
l'impossibilité des idées mécanistes à s'appliquer à la dynamique
interne des êtres humains, et comprendre la façon dont la physique quantique orthodoxe explique rationnellement le pouvoir
causal de vos intentions mentales dans le monde physique, peut
permettre de favoriser non seulement une vie personnelle emplie
de buts et de sens mais également une société fondée sur l'idée
de la responsabilité personnelle et des efforts que nous intentons délibérément en vue de réaliser nos potentialités humaines.
Or, ces concepts ne peuvent être rationnellement défendus dans
le cadre de toute croyance en un univers mécaniste classique
prédéterminé.

INTRODUCTION. LES IDÉES CLASSIQUES

35

Les missions de la science
La science est bien plus qu'un auxiliaire de la technique (ingénierie). Elle est importante pour nous de bien d'autres façons encore.
Les verdicts de la science sont acceptés par le public, par les administrateurs, par les enseignants, par les responsables gouvernementaux
et par la loi, comme des vérités établies. Mais une théorie incompatible avec une multitude de faits empiriques et ne mentionnant
jamais nos esprits conscients ne saurait représenter le verdict réel de
la science contemporaine. Pas plus qu'une théorie comprise comme
n'étant autre qu'un ensemble de règles au fonctionnement mystérieux
- puisqu'on ne comprend pas la façon dont elles fonctionnent -, en
particulier lorsque la vision opposée nous permet de troquer notre
rôle de marionnettes stupides pour celui de participants conscients,
agissant au bon déroulement de notre avenir commun.
Alors que la conception mécaniste classique de la réalité
a été réfutée il y a plus d'un siècle, elle continue de dominer
aujourd'hui la perception qu'a le public de ce que la science nous
dit à propos de la nature du monde et de notre rôle en son sein.
Les physiciens quantiques ont une responsabilité dans cet état de
fait. Il est bien sûr compréhensible que de nombreux scientifiques
soient avant tout intéressés par l'utilisation pratique des merveilleux outils mathématiques que la physique quantique nous offre,
et évitent ainsi tout débat avec des personnes ne comprenant pas
les structures techniques sur lesquelles doit se fonder un discours
scientifique. En outre, la doctrine « officielle » de la physique
quantique, c'est-à-dire l'interprétation de Copenhague, exhorte
les physiciens quantiques à s'abstenir de se soucier, ou même de
penser, à ce qui est sous-jacent aux règles quantiques consacrées.
On conseille fortement aux physiciens quantiques débutants de
se concentrer plutôt sur des applications utiles des règles quantiques - conseils destinés à maintenir le stagiaire sur le chemin
pouvant le mener à une carrière professionnelle accomplie.
Néanmoins, les fortes implications morales et sociales du passage d'une conception mécaniste de la réalité, expérimentalement

36

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

invalidée, à une conception psychophysique basée sur l'empirisme, nécessite, dans le monde troublé d'aujourd'hui, que les
penseurs comme les responsables se départissent de l'idée fictive
que la science stipulerait toujours que nous soyons les automates
biologiques que la science du x1x prétendait que nous sommes.
Dans la conception quantique orthodoxe de la réalité de
Neumann, nos corps physiques ~'ont plus besoin d'être conçus
comme de simples débris flottant à la surface de l'eau, ballottés
par le hasard et par des forces mécaniques qui ne seraient jamais
affectées par nos efforts conscients.
0

Ce chapitre introductif a fourni un aperçu rapide de la mécanique quantique orthodoxe telle qu' interprétée de façon réaliste.
Les chapitres qui suivent fourniront une description plus détaillée
de cette réalité psychophysique dynamiquement intégrée. Le
chapitre 8, quant à lui, ira encore plus loin, en soulignant que les
propriétés comportementales détaillées des différentes parties de
cette structure dynamique suggèrent que ce monde psychophysique soit intégré dans une réalité non locale, dont la nature serait
foncièrement bien plus mentale que physique.
Cette idée que la réalité sous-jacente puisse être spirituelle a
déjà été avancée précédemment sous couvert de toutes sortes de
raisons. Mais on considère souvent qu'arriver à cette conclusion
implique d'avoir été chercher au-delà de la science, voire d'avoir
procédé contre la science. Cette conclusion ne découlera, ici, toutefois, que de considérations strictement scientifiques.
La pierre angulaire de l'argument nous permettant d'arriver
à cette conclusion n'est autre que la preuve donnée dans l'Annexe 1. Celle-ci établit la nécessité de l'existence de transferts
d'information essentiellement instantanés qui ne seraient pas
autorisés dans un univers matériel.

Chapitre 2

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

La civilisation occidentale contemporaine est basée, intellectuellement, sur deux fondements contradictoires. Une ancienne
tradition religieuse proclame, d'un côté, l'existence d'une divinité toute-puissante. Celle-ci nous aurait créés à Son image et
nous aurait accordés un libre arbitre nous permettant de faire ce
que nous voulons, tout en exigeant de nous que nous suivions
Ses règles et préceptes, et en ayant le pouvoir de nous punir de
nos péchés.
De l'autre côté, tant la structure de notre société que la façon
dont nous percevons notre propre relation à l'univers environnant sont également profondément influencées par les idées
issues des travaux scientifiques d'Isaac Newton et de Galilée au
xvn< siècle. Ces travaux ont abouti à ce que l'on appelle désormais la mécanique classique, ou la physique classique. Selon ces
préceptes classiques, l'univers tout entier - l'espèce humaine
comprise - ne serait qu'un mécanisme physique délivrant, à tour
de bras, des événements physiques conformément aux lois mécaniques se rapportant aux entités microscopiques, lois ne faisant
elles-mêmes aucune mention de nos pensées, de nos idées et
de nos sentiments. D'après cette conception scientifique de la
nature, notre expérience consciente du déroulement de la réalité
physique s'apparenterait peu ou prou au visionnement d'un film
que nous regarderions, impuissants, puisque incapables d'influer
sur ce qui se passe sous nos yeux.

38

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

Pris dans le feu croisé de ces visions du monde contradictoires, il ne paraît pas rationnel de s'impliquer dans les affaires
du monde. La mécanique classique sape les revendications d'authenticité et d'autorité des concepts religieux, qui n'apparaissent
être, de ce point de vue, que le simple produit de l'exploitation
de la crédulité humaine. Cependant, cette conception classique de la réalité, lorsque acceptée, rend irrationnel tout effort
mental visant à créer un avenir meilleur pour soi-même ou sa
descendance, ou à favoriser toute autre valeur. Car les lois de la
physique classique requièrent que les processus décrits mécaniquement - qui agissent seuls et qui ne sont affectés ni par des
efforts mentaux ni par des valeurs - déterminent entièrement
chaque action physique. Chaque personne est réduite à n'être
qu'un automate mécanique mystérieusement relié à un flux de
pensées conscientes qui induisent cette personne en erreur en
lui faisant croire - à tort, selon les préceptes classiques - que ses
efforts conscients influencent ses actions physiques.
Ce déni complet de l'efficacité physique de nos efforts mentaux a toutefois été révoqué par les progrès scientifiques réalisés
au xxe siècle. Comprendre ce changement fondamental de la
conception scientifique de la réalité et de notre rôle en son sein
constitue, pour nous, un cadeau de la science tout aussi important que ne le sont ses réalisations techniques ; car c'est l'idée
que nous nous faisons de nous-mêmes, en tant que parties d'un
ensemble global, qui détermine la façon dont nous utilisons la
puissance physique de nos pensées.

Particules et ondes
Les travaux de James Clerk Maxwell, au XIXe siècle, ont principalement permis de développer la mécanique classique sous une
forme impliquant deux différentes sortes de choses physiques :
les « particules » et les « ondes ». Les électrons sont un exemple
parfait de particule, tandis que la « lumière », sous forme de
champ électromagnétique, est un exemple parfait d'onde. Les

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

39

particules sont de minuscules structures très localisées, chacune
possédant un noyau qui, à chaque instant, est situé en un point
précis d'un espace tridimensionnel, et est entouré du reste de la
particule. Une onde, pour sa part, tend à se propager sur une
grande région spatiale, et à présenter des figures d'interférence
dues au fait que les crêtes et les creux des « vagues » qui composent l'onde soient s'annulent, soient se renforcent quand deux
«parties» d'une onde émises depuis une source commune, mais
ayant emprunté des chemins différents se rencontrent (comme
dans la fameuse expérience dite « des fentes de Young »).
Les particules et les ondes ont, par conséquent, des structures
contradictoires : les particules restent toujours minuscules tandis
que les ondes ont tendance à se propager. D'où la surprise que
représenta la découverte de Max Planck, en 1900 : la lumière,
qui semblait jusqu'alors être une onde, aurait en fait une nature
corpusculaire. La lumière d'une fréquence donnée semblait en
effet être émise par paquets, chacun comportant une quantité
d'énergie directement proportionnelle à la fréquence de l'onde
lumineuse, avec un facteur de proportionnalité universel appelé
« Constante de Planck ». Albert Einstein remporta le prix Nobel
(en 1921), pour avoir donné cinq ans plus tard, l'explication
de l'effet photoélectrique : une surface métallique exposée à la
lumière d'une fréquence définie émet des électrons dont l'énergie
égale - après une rectification, afin d'obtenir l'énergie nécessaire à l'extraction de l'électron du métal - celle du quantum
de lumière entrant, désormais compris comme étant localisé
comme une particule.
Les concepts de la physique classique n'ont pu résoudre ni ce
problème de dualité onde-particule ni un grand nombre d'autres
problèmes relatifs aux propriétés des atomes. Une nouvelle
conception de la nature s'avérait donc nécessaire.

40

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

La science et la philosophie
Les problèmes de dualité onde-particule et de structure
atomique semblent, à première vue, n'avoir qu'un caractère
purement physique. Or, les fondateurs de la mécanique quantique avaient tous également une profonde inclination pour la
philosophie. Le père de Niels Bohr était un éminent physiologiste très familier des écrits de William James, et Wolfgang
Pauli était le filleul du philosophe Ernst Mach. Werner
Heisenberg, dont le père était aussi un professeur, fut grandement influencé par les visions de Bohr et de Pauli ; et tous
trois furent fortement inspirés par Albert Einstein, pour qui
la science reposait, in fine, sur des découvertes empiriques, et
d'après lequel nos théories physiques ne seraient, en principe,
que des inventions humaines destinées à nous seconder dans le
cadre du monde des expériences conscientes. Bohr, de concert
avec cette conception, annonça, au début de son livre Atomic
Theory and the Description of Nature (La théorie atomique et
la description de la nature), publié en 1934, qu'« en physique
[... ] notre problème réside dans la coordination de nos expériences du monde extérieur ». Quelques pages plus loin (p. 18),
il déclare:
« Notre description de la nature n'a pas pour but de dévoiler
la véritable essence des phénomènes, mais uniquement de
circonscrire autant que possible les relations existant entre les
nombreux aspects de notre expérience. »

Se rangeant à cet avis, les fondateurs de la théorie quantique
ne présentèrent pas leur théorie comme la description d'une
« réalité » fondamentale réelle et évolutive. La théorie fut plutôt
proposée comme une méthodologie mathématique inventée
par des scientifiques dans le but de pouvoir faire des prédictions testables et utiles d'expériences futures en se basant sur les
connaissances issues d'expériences antérieures. Ce changement
conceptuel permettait à la théorie de faire face aux enjeux de la
dualité onde-particule et de la structure atomique de manière
pratique, sans toutefois concevoir l'existence de quoi que ce soit

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

41

d'autre que de nos expériences et de la connaissance que celles-ci
renferment. Cette théorie porte sur la structure évolutive de nos
connaissances.

La mécanique quantique
de l'école de Copenhague et la réalité
La principale difficulté logique de la version originale de la
mécanique quantique« de Copenhague» réside dans le fait qu'il
s'agit d'une théorie quasi classique hybride : celle-ci se base sur
l'idée que l'on peut traiter les instruments de mesure macroscopiques comme s'il s'agissait d'objets classiques descriptibles.
Mais une telle identification doterait ces instruments de propriétés s'opposant aux propriétés qu'ils possèdent réellement en
raison du fait que ce sont des conglomérats de leurs composants
atomiques. Un grand objet n'est pas réellement un objet classique : il doit en effet être traité comme un conglomérat de ses
composants quantiques afin de rendre compte de ses propriétés
physiques (telles que la rigidité et la conductivité électrique).
Cependant, s'il est traité comme un conglomérat de ses composants quantiques évoluant en conformité avec les lois quantiques, il n'aura alors pas, en général - et plus particulièrement
lorsqu'il s'agit d'un instrument de mesure - un emplacement et
une forme classiques bien définis. En particulier, le curseur d'un
instrument de mesure n'indiquera pas - en général- de nombre
défini sur le cadran, mais s'étalera, un peu comme une onde, sur
de nombreux emplacements. Cette propriété ne cadre pas avec
l'expérience humaine!
L'approche de Copenhague traite ce problème en incorporant à la dynamique physique contrôlée par l'équation de
Schrôdinger quelque chose situé au-delà : à savoir le libre
choix de l'observateur quant aux réglages de ses instruments
de mesure. Neumann en a fait autant en introduisant de même
le libre choix de l'observateur, mais cette fois dans le cadre
du choix d'une question particulière relative à une propriété

42

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

physique de la nature. Mais l'effet immédiat de cet acte
d'exploration conscient concernait le cerveau, ou le système
nerveux de l'agent. Ainsi, une action physique associée à la
réponse que la nature décide de donner à l'acte d'investigation
de l'agent met-elle en concordance l'état de l'univers décrit
physiquement et le nouvel état de « notre connaissance (collective) » de l'univers.
Dans cette formulation, toute chose décrite physiquement
est exclusivement décrite d'après les termes de la physique quantique : la double description ambiguë est éliminée. La description classique devient une caractéristique de nos perceptions
du monde physique, et non une seconde description de la réalité physique elle-même. Cette solution est en accord avec les
idées des fondateurs. Mais la formulation de Neumann est
suffisamment claire pour être interprétée de manière réaliste
- à condition que l'on accepte la nécessité de transferts d'information à une vitesse plus rapide que la lumière. Cependant,
comme indiqué dans l'Annexe 1, ces transferts sont strictement
et simplement causés par la validité des deux propriétés mathématiques les plus élémentaires de la mécanique quantique : les
prévisions statistiques, et le fait que les choix essentiels du processus 1 figurent au cœur de la dynamique en tant que libres
choix locaux non déterminés par des propriétés physiques
antérieures.
La formulation de Neumann lève toute ambiguïté quant au
fait que les aspects purement physiques des lois dynamiques
n'échouent pas soudainement du simple fait qu'un système
soit « grand ». Ils échouent parce que les aspects physiques ne
représentent qu'une partie de la causalité en jeu. Il y a, en effet,
également des réalités mentales dont on sait qu'elles existent
vraiment - contrairement aux propriétés physiques. Lorsque
décrite exclusivement sur le plan physique, l'évolution ne peut
qu'échouer car, dans les faits, les aspects physiques entrent en
contact causal avec les aspects mentaux. Ainsi, la physique
quantique devient-elle essentiellement une théorie portant sur

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

43

la connexion existant entre notre esprit conscient et nos cerveaux physiques. Elle remplace une mécanique classique qui
ne peut rationnellement soutenir une telle théorie puisqu'elle
exclut nos esprits conscients.
La physique quantique tient compte de l'expérience de vie la
plus élémentaire et omniprésente: l'expérience de la faculté de
l'effort conscient à influencer des résultats futurs. Une conception rationnelle de l'effectivité causale de nos efforts conscients,
qui représente le fondement logique de notre participation active
dans le monde et des préceptes de comportement moral, remplace ici l'idée absurde selon laquelle nous serions dotés d'un
esprit conscient dont la seule aptitude réelle serait de nous induire
en erreur en nous faisant croire, à tort, qu'il nous aiderait à créer
un avenir à même de faire progresser tout ce qui nous paraît
important, alors que chaque propriété physique en perpétuelle
évolution fut en réalité prédéterminée il y a de cela quinze milliards d'années.
Ces vertus rationnelles découlent d'une théorie expliquant
avec une précision spectaculaire la structure des expériences
humaines se rapportant aux aspects du monde décrits physiquement. Qu'est-ce qui s'oppose à son succès ? L'« intuition » que, en
dépit de la validité des prédictions de la physique quantique se
rapportant aux résultats d'expériences macroscopiques, le monde
des propriétés macroscopiques se conformerait, en réalité, aux
préceptes de la physique classique.
Cette intuition est cependant réfutée par l'Annexe 1, qui établit la preuve de la nécessité de transferts d'information sur de
longues distances de manière essentiellement instantanée dans
le cadre des libres choix des expérimentateurs en matière de
paramétrage de leurs instruments de mesure. La preuve fournie
est basée sur une analyse des corrélations que l'on peut observer
dans le cadre d'expériences du genre de celles étudiées dans les
théories des variables cachées du type de celles de Bell, mais
n'impliquant toutefois pas de variables cachées, uniquement les

44

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

variables macroscopiques qui indiquent les mesures alternatives
possibles et leurs résultats alternatifs possibles.
Le dispositif expérimental global implique essentiellement
deux expériences simultanées réalisées dans deux régions
expérimentales se trouvant très éloignées l'une de l'autre.
L'expérimentateur de chaque région est - en théorie - absolument libre de choisir entre l'une ou l'autre de ces deux
expériences alternatives possibles. Ainsi existe-t-il déjà quatre
possibilités alternatives de réalité expérimentale ultérieure avant
même que les deux expérimentateurs aient choisi leurs expériences respectives.
Dans certains modes opératoires expérimentaux de ce type,
il est impossible, dans chacune des quatre combinaisons alternatives possibles d'expériences pouvant être effectuées, que: (1),
les corrélations entre les résultats des deux régions apparaissant
dans ces conditions se conforment aux prédictions (empiriquement vérifiées) de la physique quantique ; et que (2), le résultat
qui apparaît dans chaque région soit indépendant de l'expérience
librement choisie et réalisée au même moment dans l'autre
région lointaine. C'est-à-dire que l'on ne peut satisfaire à la fois
les prévisions statistiques de la physique quantique pour un
grand nombre de cas empiriques individuels, et la condition que
le résultat dans chaque région soit indépendant de l'expérience
effectuée très loin au même moment.
Il nous faut noter que ces deux conditions ne concernent que
les propriétés macroscopiques. Il n'est fait aucune mention des
conditions ou des propriétés au niveau atomique. L'argument
n'inclut que les paramètres macroscopiques librement choisis
localement des deux instruments de mesure, leurs résultats
macroscopiques et les prédictions de la mécanique quantique relatives à ces variables macroscopiques. Pourtant, en dépit de cette
stricte restriction au domaine macroscopique, on ne peut se soustraire à la nécessité du transfert d'information essentiellement

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

45

instantané dans le cadre du choix local effectué par les agents
humains.
L'impératif que le résultat dans une région soit indépendant
du libre choix opéré par l'expérimentateur de l'autre région lointaine au même moment, est le même que celui qui fut imposé
(sur la base de la théorie de la relativité) par Einstein, Podolsky
et Rosen dans un célèbre article publié en 1935. Dans celuici, ils arrivent à la conclusion que si ces actions instantanées à
distance sont prohibées, la physique quantique est incomplète,
même si ses prédictions sont correctes. Mais à l'inverse d'EPR,
comme on appelle les trois auteurs 1, si, en physique quantique
certaines prédictions sont vérifiées (et nous verrons qu'elles le
seront), les actions à distance ne peuvent plus être complètement interdites.
L'existence de choix locaux libres en physique quantique, associée à la validité des prédictions quantiques, entraîne la nécessité
d'actions fantômes à distance.
Il s'avère que dans la version relativiste de la mécanique quantique - la théorie quantique des champs -, les actions instantanées à distance se produisent effectivement, et représentent
même des aspects essentiels de la dynamique. Mais, en raison de
l'importante propriété «pas-à-une-vitesse-supérieure-à-celle-de/a-lumière », il n'y a aucune violation directement observable des
prérequis de la théorie de la relativité. Cette théorie est ainsi dite
« relativiste » en raison de cette caractéristique - et ce, en dépit
de la survenue de transferts d'information instantanés.
L'idée centrale de la physique quantique orthodoxe exprimée
comme une théorie de la réalité, est quel' état quantique évolutifde
l'univers représente les aspects de la réalité décrits physiquement,
et que cette partie de la réalité interagit avec« notre connaissance »
conformément aux règles dynamiques décrites par Neumann.
Le fait que ces lois entraînent une-action-instantanée-à-distance
1. Rappel : EPR correspond aux initiales de Einstein, Podolsky et Rosen.

46

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

parmi les phénomènes macroscopiques ne signifie pas que cette
idée de la réalité quantique soit erronée, mais bien plutôt que la
réalité est profondément différente de la façon dont la mécanique
classique envisage qu'elle puisse être.
Comme mentionné précédemment, les fondateurs de la
mécanique quantique ont esquivé l'exigence apparente d'actions
réelles plus-rapides-que-la-vitesse-de-la-lumière en proposant
leur théorie comme un simple outil pratique permettant de calculer les prédictions relatives aux phénomènes observables ; en
arguant ensuite qu'aucune théorie ne pouvait être plus complète
à cet égard ; et enfin, en maintenant que les efforts théoriques
permettant de faire davantage, sur le plan pragmatique, que ce
que peut faire cet ensemble de lois performantes nous conduiraient à l'extérieur du domaine de la science à proprement parler.
Ces excursions ont été qualifiées de « métaphysiques », et ont
ainsi été déplacées du domaine de la physique vers celui de la
philosophie.
Cette position dite « de Copenhague » est « prudente » et
défendable, et a grandement contribué, via son utilité pragmatique, à la promotion florissante des préceptes de la physique
quantique - tout en évitant d'avoir à s'engouffrer dans des débats
métaphysiques sans fin. Mais sa politique consistant à esquiver
les questions ontologiques a donné naissance à une multitude de
méthodes de recherche différentes visant à comprendre la réalité
existant derrière les règles quantiques. La meilleure d'entre elles
- et de loin, selon moi - s'est perdue dans la mêlée. C'est celle
d'accepter la description quantique elle-même, sous sa forme
« orthodoxe » cohérente énoncée par Neumann dans son livre
phare de 19321 comme étant essentiellement une description de
1. John von Neumann, Mathematische Grundlagen der Quantenmechanik
Berlin, Heidelberg, Springer Verlag, 1932. Traduit de l'allemand par Robert
T. Beyer, Mathematical Foundations of Quantum Mechanics, Princeton, NJ,
Princeton University Press, 1955, chapitre IV. Traduit de l'allemand par
Alexandre Proca, Les Fondements mathématiques de la mécanique quantique,
Paris, Félix Alcan, 1946, chapitre IV.

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

47

la réalité psychophysique unifiée. Je vais maintenant examiner
et développer ce que j'en ai dit au cours du chapitre précédent.

La mécanique quantique orthodoxe réaliste
de Neumann
La mécanique quantique de Copenhague fut présentée
comme une théorie quasi classique hybride. Le scientifique
amené à l'utiliser divise le monde décrit physiquement en deux
parties. Celles-ci sont séparées par une frontière appelée la frontière de Heisenberg. La partie située sous la frontière est décrite
d'après les termes de la mécanique quantique, et la partie située
au-dessus est décrite d'après les concepts de la physique classique.
Seule la partie décrite classiquement est, en principe, perceptible.
Les petites choses sont placées sous la séparation, et les grandes,
au-dessus. Mais cette procédure soulève la question suivante :
à partir de quel ordre de taille un système ou un objet peut-il
devenir « classique » ? Où devons-nous tracer la ligne ?
Pour être utiles, les prédictions de la théorie ne devraient pas
être susceptibles de dépendre de l'endroit où, dans le cadre de
certaines limites, la séparation est située. En se basant sur une
étude attentive de ces conditions, Neumann a proposé une formulation de la mécanique quantique permettant de résoudre
le problème de savoir où placer la frontière de Heisenberg.
Neumann proposa en effet de repousser cette frontière jusqu'en
haut, de sorte que toutes les choses décrites physiquement se
situent au-dessous du seuil et soient décrites d'après les termes
physiques de la mécanique quantique. À l'origine, les aspects
mentaux des observateurs étaient situés, parmi d'autres choses,
au-dessus de la séparation, et étaient décrits en termes psychologiques. Pour l'approche de Copenhague, ils faisaient partie du
monde empirique. Mais l'emplacement (final) de la frontière
de Heisenberg tel que déterminé par Neumann fait sortir ces
aspects mentaux de la partie de la description qui est formulée
en termes physiques.

48

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

Les aspects purement mentaux d'un observateur sont, ainsi
que Neumann les a appelés, l'« ego abstrait» de cette même
personne. Pour la théorie orthodoxe, celui-ci se distingue logiquement du corps et du cerveau de cette même personne, qui
sont, eux, décrits physiquement. Les règles de la mécanique
quantique empiriquement validées sont ainsi converties afin de
relier les aspects mentaux et physiques dans une conception
cohérente d'une réalité psychophysique dynamiquement intégrée. Ces règles seront énoncées en détail au cours du prochain
chapitre.
La formulation de Neumann a le mérite de rétablir au sein
de la théorie physique une conception cohérente d'une réalité
physique objective, à savoir l'état quantique évolutif de l'univers
décrit physiquement. Et, comme je l'ai déjà souligné, elle situe la
séparation entre les aspects mentaux et physiques de la nature à
la place qui lui revient naturellement : c'est-à-dire à la frontière
entre l'esprit et le cerveau, et non pas au sein d'un quelconque
dispositif mécanique aveugle.
Le problème central, en mécanique quantique, c'est que les
apparences ne s'accordent pas avec les propriétés des objets
macroscopiques définies par les lois quantiques régissant les
mouvements de leurs constituants atomiques. Les interprétations orthodoxes et de Copenhague considèrent toutes deux que
la solution réside dans le fait que, comme le souligne Heisenberg,
«ce que nous observons n'est pas la Nature elle-même, mais la
nature telle que soumise à notre méthode de questionnement.
En physique, tout notre travail scientifique consiste à nous
poser des questions sur la nature via le langage qui est le nôtre,
et à essayer d'obtenir une réponse à travers des expériences et les
moyens qui sont à notre disposition 1 ».
1. Werner Heisenberg, Physique et philosophie. La science moderne en révolution, traduit de l'anglais par Jacqueline Hadamard, Paris, Albin Michel,
1961, chapitre III, «L'interprétation de Copenhague de la théorie quantique », dernière page.

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

49

Grace à ce changement de point de vue assez radical, de
témoins passifs, nous devenons alors participants actifs. Il relie,
de façon dynamique, la description physique à nos investigations initiées par l'esprit. En l'absence de cette adjonction à la
dynamique, rien, dans la dynamique quantique, ne serait susceptible de choisir - à partir de l'éventail continu de possibilités descriptibles classiquement généré par les règles quantiques
dynamiques - des sous-ensembles particuliers spécifiques du
genre de ceux dont nous faisons réellement l'expérience Ce sont
les réductions permettant de passer de l'espace des possibles au
monde que nous observons réellement - réductions qui, d'après
la théorie, sont instiguées par les observateurs - qui permettent à
la mécanique quantique d'être comprise rationnellement comme
une description d'une réalité psychophysique évolutive et dynamiquement intégrée.
Les apparences qui nous renseignent sur le monde physique
sont restreintes, d'un point de vue empirique, aux formes qui
obéissent aux concepts de la physique classique. Selon tout à la
fois l'interprétation de Copenhague et l'interprétation orthodoxe,
ces caractéristiques classiques proviennent de la partie observante
de la nature. Elles sont exprimées dans le processus 1 - initié par
l'observateur -, qui en spécifie l'apparence possible, mais ne sont
concrétisées physiquement que par la réponse que donne la nature
aux interrogations issues du processus 1.
Du point de vue matérialiste adverse, il est tentant d'essayer
d'éliminer cette donnée de la sphère mentale en faisant passer ces
propriétés de l'observation - décrites sur le mode classique - dans
un monde postulé de réalités macroscopiques décrites classiquement. Ceci créerait alors un monde physique quasi classique.
Néanmoins, tant la mécanique quantique orthodoxe que celle
de Copenhague attribuent in fine le caractère classique des apparences que prend notre monde au processus de création d'apparences initié par l'observateur. Cette conception est à la base de
la comparaison qu'opère Bohr entre le processus d'acquisition de

50

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

connaissance au sujet du monde physique et le déplacement d'un
aveugle à l'aide de sa canne.
Neumann dit lui-même: «Premièrement, il est tout à fait
exact que la mesure - ou le processus lui étant connexe - de
la perception subjective soit une nouvelle entité par rapport à
l'environnement physique et ne se réduise pas à celui-ci. En effet,
la perception subjective nous entraîne dans la vie intérieure intellectuelle de la personne1• »
Il donne un exemple de mesure de température en observant
la longueur d'une colonne de mercure dans un thermomètre, et
dit:
«Nous pouvons calculer sa chaleur, son expansion et la longueur résultante dans la colonne de mercure, puis affirmer :
cette longueur est perçue par l'observateur. »
Il déplace la division de plus en plus loin dans le cerveau,
puis conclut : « Quoi qu'il en soit, peu importe jusqu'où nous
poussons nos calculs - jusqu'au récipient du mercure, jusqu'à
l'échelle du thermomètre, jusqu'à la rétine, ou jusque dans le cerveau -, à un moment donné, il nous faut dire : et ceci est perçu
par l'observateur. Autrement dit, nous devons toujours diviser le
monde en deux parties, l'une étant le système observé, l'autre,
l'observateur. »
Il ajoute ensuite encore d'autres détails avant de conclure:
« En effet, l'expérience peut conduire à des affirmations de ce
type : un observateur a fait une certaine observation (subjective) ; mais jamais à des affirmations du type : une quantité physique possède une certaine valeur. »
« La mécanique quantique décrit les événements dans le
monde à l'aide du processus 2 [l'équation de Schrôdinger], mais
uniquement tant que ceux-ci n'interagissent pas avec la part qui
1. John von Neumann, Mathematical Foundations ofQuantum Mechanics,

op. cit., p. 418-421.

ONDES, PARTICULES ET ESPRITS

51

les observe, dès qu'une telle interaction se produit - c'est-à-dire
sous la forme d'une mesure-, l'opération requiert alors l'application du processus l, qui est un libre choix de la part d'un agent
d'observation. »
Je vais, au cours du chapitre suivant, expliquer plus en détail
la structure et les vertus de la théorie orthodoxe.

Chapitre 3

LA MÉCANIQUE QUANTIQUE
ORTHODOXE : LE LIBRE CHOIX
DE L'OBSERVATEUR ET LE CHOIX
ALÉATOIRE DE LA NATURE

Nous avons déjà mentionné, qu'à la suite du prix Nobel de
physique Eugene Wigner, nous appelons la formulation de la physique quantique énoncée par John von Neumann la «Physique
quantique orthodoxe », bien qu'elle ne soit pas soutenue par la
majorité des physiciens quantiques, car elle est plus rigoureuse,
sur le plan mathématique, et plus cohérente, d'un point de
vue logique, que l'interprétation originale de « Copenhague ».
C'est pourquoi de nombreux théoriciens tendent à la considérer
comme la structure de base de la physique quantique.
Au cours de ses recherches, Neumann a également développé
un attirail mathématique permettant d'étudier les systèmes
quantiques faisant eux-mêmes partie de systèmes quantiques
plus grands. Cet attirail fut utilisé à la fin de son livre1 en vue
d'examiner le processus de la mesure quantique dans des situations où le système d'observation se compose de deux données:
l'observateur et un dispositif de mesure. Néanmoins, l'observateur peut lui-même également utiliser un second instrument
de mesure afin de découvrir le résultat du premier dispositif de
1. John von Neumann, Mathematical Foundations ofQuantum Mechanics,

op. cit., chapitre IV.

54

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

mesure - et ainsi de suite. Ceci conduit ainsi à une série de dispositifs physiques, dont chacun mesure le résultat obtenu par
l'appareil se trouvant au-dessous de lui.
Cette analyse conduit à certaines caractéristiques inhérentes à la formulation de Neumann que j'ai eu l'occasion de
décrire dans les chapitres précédents. Ces caractéristiques se distinguent de celles de sa version antérieure - l'interprétation de
Copenhague -, qui impliquait, pour sa part, l'existence d'une
frontière imaginaire - la frontière de Heisenberg -, de sorte
que tout ce qui se trouvait au-dessous de la frontière était décrit
d'après les termes de la physique quantique, et tout ce qui se trouvait au-dessus était décrit en fonction de la physique classique ou
de la psychologie. La version de Neumann est construite autour
de l'idée de repousser cette frontière jusqu'en« haut», c'est-à-dire
jusqu'à ce que tous les aspects de la nature décrits physiquement
passent dans la partie inférieure, qui est décrite d'après les lois de
la physique quantique. Ce qui reste ensuite est dénommé I'« ego
abstrait » de l'observateur, et relève essentiellement du domaine
de la psychologie.
Ce déplacement de la frontière permet à la structure formelle
de s'accorder naturellement avec les règles de calcul consacrées
qui se trouvent au cœur de la mécanique quantique. Le rôle de
l'ego, quant à lui, évolue et représente désormais la source des
libres choix du processus 1 qui, d'après la mécanique quantique,
proviennent de l'extérieur du domaine physique.
Lorsqu'elle est comparée à la version originale de Copenhague,
on peut affirmer que la mécanique quantique orthodoxe possède
trois nouvelles vertus importantes. La première est qu'elle fournit
une description objective rationnellement cohérente d'une réalité
qui s'accorde étroitement et naturellement avec les règles consacrées. Plutôt que d'être confrontés à un ensemble de règles de
calcul au fonctionnement mystérieux, nous avons accès à une
conception putative de nous-mêmes et du monde dans lequel
nous évoluons, de sorte que les règles de calcul représentent une

LA MÉCANIQUE QUANTIQUE ORTHODOXE...

55

expression naturelle de la relation existant entre nos expériences
conscientes et les aspects de la réalité décrits physiquement. Nous
obtenons ainsi un modèle de la. réalité dont on peut considérer
qu'il représente le candidat naturel pour exprimer la réalité
« sous-tendant » les règles de calcul quantiques.
Sa deuxième vertu est que les aspects de la théorie pouvant
être décrits physiquement présentent un caractère entièrement
quantique plutôt que de relever d'une description quasi classique
hybride d'après laquelle les aspects visibles d'objets suffisamment
grands acquerraient miraculeusement des propriétés classiques
contredisant manifestement des propriétés impliquées par les lois
quantiques régissant leurs constituants atomiques.
Sa troisième vertu : la théorie implique automatiquement
que les mêmes règles dont on constata qu'elles expliquaient de
manière cohérente les phénomènes atomiques ainsi que les propriétés observées sur les appareils de mesure leur étant associées,
expliquent également les influences causales de nos intentions
mentales sur nos actions physiques. La réalité putative possède
une caractéristique essentielle, qui est celle d'injecter directement
dans la dynamique - dans le cadre de chaque observation - un
processus de sélection initié par le choix opéré par l'observateur.
Ces choix ne sont pas déterminés via des lois par la partie de la
nature décrite physiquement, mais nous semblent pourtant avoir
des répercussions sur nos actions corporelles. Les choix semblent
résulter, du moins partiellement, de notre partie mentale ; et être
l'une des expressions de nos valeurs conscientes et inconscientes.
La théorie orthodoxe s'adapte rationnellement à l'idée de notre
propre efficacité causale continuellement réaffirmée sur le plan
empirique, qui est le fondement tant de nos vies personnelles que
des sociétés que nous avons créées afin de faciliter la concrétisation de ce à quoi nous accordons consciemment de la valeur.
Cette troisième vertu de la mécanique quantique réfute l'affirmation débilitante de la mécanique classique selon laquelle,
au mépris de notre expérience quotidienne, nos efforts mentaux
n'auraient aucun effet sur nos actions corporelles. Les philosophes

56

LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

ont passé trois siècles à tenter - sans succès - de réconcilier cette
affirmation de la mécanique classique matérialiste avec l'affirmation de l'existence de notre libre arbitre, fondement du sens que
nous pouvons donner à notre vie.

Le libre choix de l'observateur
Selon la mécanique quantique orthodoxe, toute expérience
perceptive d'un agent observateur est causalement précédée
d'une investigation décrite physiquement que l'on appelle le
« processus 1 ». Le choix des investigations à mener lors du processus 1 porte le nom de « libre choix » pour souligner le fait
- important- qu'il n'est déterminé ni par une loi ni par une règle
de la théorie existante. Pas plus qu'il n'est déterminé ou influencé
par le célèbre élément quantique qu'est le hasard. Au contraire, le
libre choix du processus 1 pose les fondations de l'introduction
du hasard : le choix du processus 1 pose une question à laquelle
la nature répond rapidement à l'aide de cet élément quantique
qu'est le hasard.
Cette vision modifiée de la connexion esprit-cerveau, bien que
diamétralement opposée à celle de la physique classique, est très
proche de la compréhension intuitive que nous avons de nousmêmes, et facilite grandement notre vision et nos applications
pratiques de la théorie.

La mécanique quantique et les neurosciences
«La grande question qui se pose en neurobiologie aujourd'hui
est celle de la relation entre l'esprit et le cerveau. » Il s'agit là des
mots de Francis Crick'. Dans la même veine, Antonio Damasio2
1. Francis Crick et Christof Koch, « The Problem of Consciousness
Scientiflc American, numéro spécial, The Hidden Mind, août 2002.
2. Antonio R. Damasio, « How the Brain creates the Mind », ibid.

»,

in

LA MÉCANIQUE QUANTIQUE ORTHODOXE...

écrit que la question esprit-cerveau
sein des sciences de la vie ».

«

57

dépasse toutes les autres au

Compte tenu de la reconnaissance accordée à l'importance
du problème esprit-cerveau, nous pourrions imaginer que la
recherche scientifique déploie tout un arsenal d'outils scientifiques de pointe afin de lui permettre d'évoluer. Et pourtant,
la réalité est tout autre. La plupart des études neuroscientifiques
portant sur ce problème sont encore et toujours fondées sur les
préceptes inadaptés de la physique classique du xrx" siècle dont
on sait qu'ils sont fondamentalement faux. Il n'est pas surprenant
que cette approche classique, qui se base sur la matière, se soit
montrée totalement inapte à expliquer la façon dont notre cerveau pourrait être, ou pourrait produire notre esprit. Reste que
cette théorie erronée a désormais été remplacée, au niveau fondamental, par une théorie qui, bien qu'elle ait émergé del' étude des
phénomènes atomiques, s'est avérée permettre une refonte complète de l'idée classique de la relation existant entre notre esprit
et les caractéristiques macroscopiques de notre cerveau. Et pourtant, le remplacement, en science fondamentale, de la physique
classique erronée, inadéquate et totalement infructueuse (dans ce
contexte), a été majoritairement ignoré par la quasi-totalité des
neuroscientifiques et des philosophes engagés dans la résolution
de ce problème. Et lorsqu'il leur arrive toutefois de faire référence à la physique quantique, celle-ci n'est alors généralement
invoquée que dans le cadre du comportement à petite échelle
- au niveau moléculaire - et non dans celui de la question principale, c'est-à-dire celle portant sur la connexion entre les activités
neuroélectriques ondulatoires à grande échelle du cerveau d'une
personne et les pensées conscientes de cette même personne.
Le véritable problème réside dans le fait que la plupart des
scientifiques et philosophes s'intéressant au débat portant sur
la relation entre l'esprit et le cerveau partent du principe que
les grands objets « observables » de la nature peuvent être correctement décrits d'après les concepts de la physique classique,
et que seules les choses de taille atomique doivent être décrites

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LE MONDE QUANTIQUE ET LA CONSCIENCE

en fonction des concepts et règles de la physique quantique.
Pourtant, cette idée ne fut avancée qu'en vue de constituer un
outil pragmatique, et non comme une description rationnelle
cohérente de la réalité. Comme Einstein 1 l'a souligné à plusieurs
reprises, les grands objets observables sont créés à partir de leurs
constituants atomiques. Reconnaître ce fait est nécessaire pour
expliquer plusieurs des propriétés physiques des grandes choses
observables - telles que, par exemple, leur rigidité et leur conductance électrique. Cette nécessité inhérente à l'univers quantique
conduit à une reconceptualisation rationnelle et cohérente de la
nature du monde physique qui, contrairement aux apparences,
ne se réduit pas à la conception classique à l'échelle macroscopique. La conclusion à laquelle arrive l'Annexe 1 à propos de
la nécessité de transferts d'information plus-rapides-qu'à-lavitesse-de-la-lumière dans le cadre d'un cont