La théorie des nombreux mondes de la mécanique quantique suppose que pour chaque résultat possible d’une action donnée, l’univers se divise pour s’adapter à chacun. Cette théorie retire l’observateur de l’équation. Nous ne sommes plus capables d’influencer le résultat d’un événement simplement en l’observant, comme le stipule le principe d’incertitude d’Heisenberg.
Mais la théorie Many-Worlds bouleverse une théorie largement acceptée de la mécanique quantique. Et dans l’univers quantique imprévisible, cela veut vraiment dire quelque chose.
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Pendant la majeure partie du siècle dernier, l’explication la plus acceptée pour expliquer pourquoi une même particule quantique peut se comporter de différentes manières était l’interprétation de Copenhague. Bien que l’interprétation de Many-Worlds lui ait donné raison dernièrement, de nombreux physiciens quantiques continuent de penser que l’interprétation de Copenhague est correcte. L’interprétation de Copenhague a été proposée pour la première fois par le physicien Niels Bohr en 1920. Elle stipule qu’une particule quantique n’existe pas dans un état ou un autre, mais dans tous ses états possibles à la fois. Ce n’est que lorsque nous observons son état qu’une particule quantique est essentiellement contrainte de choisir une probabilité, et c’est l’état que nous observons. Puisqu’elle peut être forcée dans un état observable différent à chaque fois, cela explique pourquoi une particule quantique se comporte de manière erratique.
Cet état d’exister dans tous les états possibles à la fois est appelé la superposition cohérente d’un objet. Le total de tous les états possibles dans lesquels un objet peut exister — par exemple, sous forme d’onde ou de particule pour les photons qui voyagent dans les deux directions à la fois — constitue la fonction d’onde de l’objet. Lorsque nous observons un objet, la superposition s’effondre et l’objet est forcé d’entrer dans l’un des états de sa fonction d’onde.
L’interprétation de Copenhague de la mécanique quantique de Bohr a été prouvée théoriquement par ce qui est devenu une célèbre expérience de pensée impliquant un chat et une boîte. Cette expérience, appelée « chat de Schrödinger », a été présentée pour la première fois par le physicien viennois Erwin Schrödinger en 1935.
Dans son expérience théorique, Schrödinger a placé son chat dans une boîte, ainsi qu’un peu de matière radioactive et un compteur Geiger — un dispositif de détection des radiations. Le compteur Geiger était conçu de telle sorte que lorsqu’il détectait la désintégration du matériau radioactif, il déclenchait un marteau qui était prêt à briser un flacon contenant de l’acide cyanhydrique, qui, une fois libéré, tuerait le chat.
Pour éliminer toute certitude quant au sort du chat, l’expérience devait se dérouler en une heure, suffisamment longue pour qu’une partie de la matière radioactive puisse éventuellement se désintégrer, mais suffisamment courte pour qu’il soit également possible qu’aucune ne le fasse.
Dans l’expérience de Schrödinger, le chat était enfermé dans la boîte. Pendant son séjour, le chat a commencé à exister dans un état inconnaissable. Comme il ne pouvait pas être observé, on ne pouvait pas dire si le chat était vivant ou mort. Il existait à la fois dans un état de vie et de mort. C’est un peu comme la réponse de la physique quantique à la vieille question zen : Si un arbre tombe dans les bois et que personne n’est là pour l’entendre, est-ce qu’il fait un bruit ?
Puisque l’interprétation de Copenhague dit que, lorsqu’il est observé, un objet est forcé de prendre un état ou un autre, l’expérience du suicide quantique ne fonctionne pas selon cette théorie. Puisque la direction du quark mesurée par la gâchette peut être observée, le quark sera finalement forcé de prendre la direction des aiguilles d’une montre qui fera feu et tuera l’homme.
Mais tout cela n’est-il pas simplement idiot ? Ces expériences de pensée et ces interprétations quantiques nous apprennent-elles vraiment quelque chose ? Dans la prochaine section, nous examinerons certaines des implications possibles de ces idées.
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