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Causalité

Le principe de causalité est principe rationnel, axiome de la pensée. Il s'énonce en deux points fondamentaux :

Contrairement à ce que suggère le sens commun, le principe de causalité n'est pas confirmé par l'expérience, mais c'est un principe non réfuté, par exemple en chimie, ainsi qu'en physique au niveau macroscopique.

Les systèmes complexes n'en permettent pas la vérification aussi simple.

Mais partout où ces systèmes sont analysables en termes de composants physiques macroscopiques et chimiques, sa validité ne prête pas à une mise en cause. En effet, si les composants sont déterminés et qu'aucune autre influence ne joue, alors le composé ne peut être indéterminé sans contradiction.

Sommaire

Problèmes aux frontières

Quantique

Aux niveaux de taille concernés par la mécanique quantique, la validité du principe est plus difficile à établir, car des expériences en apparence identiques donnent parfois des résultats différents (bien que selon des probabilités, elles, tout à fait strictes). On a longtemps attribué ces différences à l'existence de variables cachées que l'on identifierait un jour. Les Inégalités de Bell montraient quelles étaient les conditions à remplir pour que ces variables cachées existent.

Une expérience menée au laboratoire d'Orsay par Alain Aspect à la suite d'un problème posé par Einstein, Podolski et Rosen sous le nom de paradoxe EPR a montré que ces inégalités n'étaient pas satisfaites. Cette expérience a été reproduite depuis dans d'autres laboratoires et avec différentes échelles de distance et n'est pas contestée aujourd'hui. Ses conséquences sont les suivantes :

Il se peut que la considération d'espaces à plus de quatre dimensions (les 5 théories des supercordes existantes en font intervenir soit 10, soit 11) pallie la non-existence de variables cachées : ce qui différencie les particules ne serait pas une caractéristique physique, mais des considérations de position sur les dimensions non observables. Cette différence expliquerait leur différence de comportement, comme elle rendrait compte des caractéristiques de la mécanique ondulatoire.

Note : hypothèse d'Everett

(déborde un peu le cadre de la causalité; en faire un article à part ?)

Hugh Everett ne peut, comme Einstein, admettre que la nature se comporte de façon aléatoire, ou plus exactement que la levée de l'aléa par une mesure se montre aussi peu exempte de symétrie (pourquoi la nature a-t-elle répondu de cette façon plutôt que de l'autre, puisque rien ne les distinguait ? Ne voyons nous pas dans le reste de la nature que toute action se contrebalance quelque part par une action opposée, suggérant en quelque sorte une neutralité de l'univers ?) En 1957, il présente une théorie selon laquelle il n'y a pas lieu de se demander si les modifications observées concernent la nature elle-même, mais à s'en tenir aux faits : tout ce que nous pouvons affirmer, c'est que l'observateur constate postérieurement à l'expérience un résultat. Cela ne donne pas selon lui le droit d'exclure, pour cette raison de neutralité, l'existence d'un observateur symétrique dont le résultat d'expérience est différent ! Le modèle quantique en devient pour le coup bien plus simple à comprendre, à défaut d'être plus simple à calculer.

Son patron de thèse John Wheeler ne prend pas cette idée au pied de la lettre, mais présente néanmoins le travail d'Everett en temps qu' hypothèse de pensée ingénieuse. Elle restera associée par la suite non seulement au nom d'Everett, mais celui de Wheeler lui-même, car celui-ci se laissera peu à peu convaincre par l'idée de son ancien collaborateur (Everett ayant quitté l'université une fois sa thèse terminée).

Cette hypothèse porte en anglais le nom de many-worlds ou many-minds (voir David Deutsch).

Lien : http://www.hedweb.com/manworld.htm

Cosmologique

Dans le modèle standard issu de la Relativité générale et pour le moment admis (2004), l'origine de l'espace et du temps est le Big bang. Il n'y a donc pas lieu de se demander si celui-ci a une cause dans le cadre de ce modèle. Il « est », tout simplement.

En revanche, cela n'empêche pas de se demander s'il a une raison, ce qui est différent d'une cause puisque ne faisant pas intervenir le temps (voir implication); car après tout si un big bang arrive, cela indique bien que les lois de la nature en autorisent l'existence d'une manière ou d'une autre, et en ce cas tout aussi bien d'autres univers éventuels (voir principe anthropique).

Certains physiciens comme Gabriele Veneziano (auteur de la première théorie des cordes) travaillent à des modèles dans lesquels les big bangS constitueraient des objets physiques comme les autres, résultat par exemple d'une collision de branes.

Les deux approches restent pour le moment du domaine du spéculatif.

Epistémologique

Le « dans les mêmes conditions » pose un problème de signification, car si l'on fait deux fois ce qui semble être la même expérience, quelque chose en différera nécessairement

On devrait donc pour être plus précis préciser en quels termes de translation les conditions seront réputées être les mêmes. Voir Relativité, Théorème de Noether.



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