de Ferdinand Gonseth
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1. e e m ee oe a neea soe LA GEOMETRIE n LE PHODLEME DE L ESPACE LES Gu A MIXLITEN EE 7 l parters Le empres s re g Figure 4 Le premier fascicule de l ouvrage de Gonseth Les titres des six fascicules sont 1 La doctrine pr alable 1945 2 Les trois aspects de la g om trie 1946 3 5 Ferdinand Gonseth La G om trie et le probl me de l espace pp IV 46 310 ditions du Griffon Neuch tel 1949 Sur le site de l Association Ferdinand Gonseth on trouvera un tr s int ressant dossier constitu partir d extraits de La g om trie et le probl me de l espace intitul Un regard sur l horizon de r alit r bibnum 5 L dification axiomatique 1947 4 La synth se dialectique 1949 5 Les g om tries non euclidiennes 1952 6 Le probl me de l espace 1955 Dans sa Remarque sur l id e de compl mentarit Ferdinand Gonseth approfondit sa r flexion propos de l horizon en en introduisant deux nouvelles caract risations li es au mouvement de la connaissance l horizon apparent A et l horizon profond P dont il r sume en un mot la relation un v nement de l horizon profond n est connu exp rimentalement que par ses traces ph nom nales dans l horizon apparent soulign par l auteur C est par rapport ces caract risations qu il aborde la question des rapports classique quantique dans lesquels est l uvre la dialectique de la compl mentarit Il mo2. postul il est plut t expliqu comme un aspect mergent de l univers quantique qui ne serait autre que l horizon profond Il n y aurait donc selon la philosophie ouverte de Ferdinand Gonseth aucun conflit entre l interpr tation de Copenhague et cette nouvelle interpr tation l interpr tation standard celle de Copenhague n est pas invalid e par r bibnum 9 l interpr tation en termes d histoires d coh rentes elle est d pass e et englob e dans un cadre plus g n ral pouvant s appliquer la cosmologie avril 2013 r bibnum 10
3. propos de Remarque sur l id e de compl mentarit de Ferdinand Gonseth par Gilles Cohen Tannoudji Laboratoire de recherche sur les sciences de la mati re LARSIM CEA Saclay Fiqure 1 Ferdinand Gonseth 1890 1975 image ETH Bibliothek Z rich Bildarchiv Avec sa Remarque sur l id e de compl mentarit Ferdinand Gonseth concluait le num ro sp cial consacr la compl mentarit de la revue Dialectica qu il avait fond e avec Gaston Bachelard et Paul Bernays Du fait de la contribution de cinq p res fondateurs de la th orie quantique Einstein Bohr Pauli Heisenberg et de Broglie tous laur ats du prix Nobel ce num ro sp cial de Dialectica est particuli rement int ressant pour les historiens et philosophes des sciences qui s int ressent aux fondements de la physique quantique Trois ans apr s la fin de la Seconde Guerre mondiale ces articles reprenaient les principaux th mes de la controverse autour des fondements de la physique quantique et surtout ceux de la critique d Einstein qui s tait exprim e r bibnum 1 de mani re particuli rement nette dans le fameux article EPR Einstein Podolsky Rosen Trois des articles des cinq prix Nobel voquent cette critique l ditorial de Pauli qui avait t charg par la direction de la revue de coordonner l dition du num ro sp cial celui de Bohr qui pr cise sa conception de la compl mentarit comme l ment central de l interpr tation d
4. ditorial Pauli voque bri vement les autres contributions et la fin de son texte il apporte la philosophie de Ferdinand Gonseth une caution scientifique tout fait remarquable en attirant l attention du lecteur sur son int ressante tentative de formuler l id e de compl mentarit de mani re si g n rale qu aucune r f rence explicite n est plus faite la physique proprement dite Ceci bien entendu n est possible qu au travers d un langage auquel les physiciens ne sont pas accoutum s avec des expressions telles qu horizon de r alit horizon profond et horizon apparent ou v nements d un certain horizon Le mot ph nom ne cependant est utilis dans cet article strictement dans le sens mentionn ci dessus que lui a donn Bohr l horizon profond de Gonseth appartiennent les objets symboliques auxquels des attributs conventionnels ne peuvent tre assign s de mani re non ambigu tandis que les traces de Gonseth sont identiques aux ph nom nes dans notre sens Je souhaite nouveau souligner ici que le libre choix de l observateur peut produire l une ou l autre de deux traces et que chaque ph nom ne ou trace est accompagn par un changement impr dictible et irr versible dans l horizon profond Taaa 4 Albert Einstein lettre Pauli du 2 mai 1948 uvres choisies tome I op cit p 249 r bibnum 4 Pourquoi Gonseth a t il disparu de Dialectica La revue Dialectica existe toujours El
5. concernant un syst me physique quasi isol Ces probabilit s sont valu es partir d une int grale de chemins portant sur toutes les histoires envisageables impliquant le syst me consid r ainsi que le reste de l univers Pour que l on puisse attribuer des probabilit s aux s quences d v nements consid r es il faut que l int grale de chemins soit faite avec un grain suffisamment grossier pour que l int gration sur toutes les histoires et variables auxquelles on ne s int resse pas d truise avec une pr cision suffisante les interf rences qui ruineraient les axiomes de la th orie classique des probabilit s comme par exemple l attribution de probabilit s additives des v nements ind pendants Dans l article de 2006 de Gell Mann et Hartle on trouve de nombreuses r f rences relatives cette interpr tation et en particulier celle du tr s beau livre de Gell Mann destin un large public Le Quark et le Jaguar Voyage au c ur du simple et du complexe 1998 Figure 7 Murray Gell Mann physicien am ricain n en 1929 prix Nobel de physique en 1969 WikiCommons Dans cet article les auteurs proposent de remplacer l id e d un monde classique s par du monde quantique par ce qu ils appellent un monde quasi classique quasiclassical realm limit non par une fronti re mais par un horizon exactement ce que Gonseth appelle l horizon apparent Ce monde quasi classique n a pas tre
6. d observateurs appartenant un monde classique gt s par du monde quantique auquel appartient le syst me l tude Cette interpr tation exclurait donc la cosmologie du champ d application de la physique quantique COA L interpr tation moderne de la physique quantique d velopp e entre autres par Gell Mann et Hartle permet de lever cette difficult l aide du concept d histoires d coh rentes 8 L L Landau E Lifchitz D ordinaire une th orie plus g n rale peut tre formul e de mani re logiquement ferm e ind pendamment d une th orie moins g n rale qui en est un cas limite Ainsi la m canique relativiste peut tre rig e sur ses principes fondamentaux sans faire appel la m canique newtonienne Quant la formulation des principes fondamentaux de la m canique quantique elle est fonci rement impossible sans l intervention de la m canique classique gt M canique quantique p 11 Traduction fran aise Editions Mir 1974 9 Murray Gell Mann et James B Hartle Quasiclassical Coarse Graining and Thermodynamic Entropy ArXiv quant ph 0609190 2006 Voir aussi Roland Omn s Philosophie de la science contemporaine Folio essais 256 Gallimard 1994 r bibnum 8 La d coh rence en physique quantique Selon l interpr tation moderne de la physique quantique l objet de la physique quantique est d valuer les probabilit s de certaines s quences d v nements appel es histoires
7. in galit s permettaient donc de soumettre l argumentaire d Einstein un test quantitatif pr cis ou bien elles seraient satisfaites et alors Einstein aurait raison de taxer la physique quantique d incompl tude ou bien elles seraient viol es et alors au moins une des deux hypoth ses de Bell Variables cach es ou localit serait en d faut C est en 1982 que se produit l avanc e d cisive sur le plan exp rimental Alain Aspect et ses collaborateurs r ussissent la prouesse de r aliser une authentique exp rience EPRB B pour Bohm ils trouvent et ceci est confirm par de nombreuses autres exp riences r alis es depuis une nette violation des in galit s de Bell confirmant donc les pr dictions de la th orie quantique 6 John S Bell On the Einstein Podolsky Rosen paradox Physics 1 195 1964 7 Aspect P Grangier et G Roger Phys Rev Letters 49 91 1982 r bibnum 7 Figure 6 Photographies d poque 1982 du mat riel de l exp rience d Aspect Orsay notamment de la source laser de photons intriqu s photo extraite p 61 de Einstein aujourd hui Alain Aspect et al EDP Sciences et CNRS Editions 2005 Mais cette interpr tation est limit e aux r gles d utilisation du formalisme quantique dans les exp riences faites en laboratoire Elle semble faire jouer la physique classique un r le n cessaire au fondement m me de la physique quantique elle semble impliquer l existence
8. valid then we could never make any prediction about any experiment without knowing everything about the universe Steven Weinberg The Quantum Theory of Fields Vol I p 177 Combridge University Press 1995 r bibnum 3 des param tres qui permettent de poser un probl me relevant de la m canique quantique ne fait que correspondre notre libert de construire et de faire fonctionner un certain dispositif exp rimental ce qui en retour traduit la libert de choisir entre les diff rents types de ph nom nes compl mentaires que nous choisissons d tudier Il en profite un peu plus loin pour pr ciser le sens qu il convient selon lui de donner au mot ph nom ne Comme une fa on plus appropri e de s exprimer il est possible de plaider fortement en faveur de la limitation de l usage du mot ph nom ne pour se r f rer exclusivement des observations obtenues dans des circonstances sp cifi es incluant la prise en compte de la totalit des conditions exp rimentales Taaa En gardien de l orthodoxie de l interpr tation de Copenhague Pauli reprend son compte dans son ditorial l argumentation de Bohr laquelle il renvoie le lecteur de la revue Comme le montre la lettre qu il lui a adress e propos de la publication de son article dans la revue Dialectica Einstein n a pas t convaincu par cette argumentation laquelle il reproche le choix de l option la celle de l incompl tude Dans la suite de son
9. blir un mode d emploi strictement limit la description d exp riences r alis es ou r alisables en laboratoire d un appareil formel qui d concertait par sa nouveaut Depuis appuy e sur cette interpr tation la physique quantique n a jamais t mise en d faut en quatre vingt ans de confrontation avec l exp rience L lucidation compl te du paradoxe EPR qui dans l article original tait formul propos d une pure exp rience de pens e a pris plusieurs ann es Elle a n cessit de nombreuses avanc es d ordre exp rimental et d ordre th orique Une premi re avanc e a t r alis e par David Bohm qui a imagin des exp riences possibles plus r alistes que celle voqu e dans l article EPR dans lesquelles les observables non commutatives de position et de moment sont remplac es par des composantes de spins sur des axes diff rents dont on sait en m canique quantique qu elles sont repr sent es par des op rateurs qui ne commutent pas Au plan th orique c est John Bell qui en 1964 a tabli des in galit s que devraient satisfaire les r sultats des exp riences imagin es par Bohm dans l hypoth se o la m canique quantique serait incompl te et o il faudrait donc la compl ter avec des variables cach es et dans l hypoth se de la localit savoir l absence conform ment au principe des actions par contigu t d Einstein de connexion instantan e entre syst mes spatialement s par s Ces
10. hoses l mentaires existant de fa on ind pendante les unes des autres sur lesquelles elle se fonde ainsi que les lois l mentaires qu elle postule sur celles ci y sont localis es l int rieur d l ments spatiaux quatre dimensions infiniment petits Il est int ressant de noter que la th orie quantique des champs postule explicitement ce principe des actions par contigu t qui est aussi appel principe de localit ou principe de d composition en amas Tamaa Dans son article intitul Causality and Complementarity Bohr revient sur l argumentation fond e sur la compl mentarit en faveur de l interpr tation dite de Copenhague de la th orie quantique Il le fait partir de sa r ponse la critique soulev e par Einstein au travers de l article EPR qu il r sume d ailleurs de fa on remarquablement claire propos de la compl tude Bohr affirme qu il est essentiel de noter que dans toute application bien d finie de la m canique quantique il est n cessaire de sp cifier la totalit de l arrangement exp rimental et que en particulier la possibilit de disposer 3 It is one of fundamental principles of physics indeed of all sciences that experiments that are sufficiently separated in space have unrelated results The probabilities for various collisions measured at Fermilab should not depend on what sort of experiments are being done at CERN at the same time If this principle were not
11. ite de Copenhague et sur laquelle il s appuie pour r futer la critique d Einstein et bien s r celui d Einstein dans lequel il pr cise et aff te sa critique L article d Einstein a t publi en fran ais sous le titre La m canique quantique et la r alit Fascicule publi sous la direction de Wolfgang PAULI Contents Sommaire Inhalt Pditorai ann ea a nn Lee a a a ST OR BOHR N On the Notions of Causality and Complementarity 312 EINSTEIN A Quanten Mechanik und Wirklichkeit 320 BROGLIE L de Sur la compl mentarit des id es d individu et de AAT EO AA E EI E NO S RL PNR OS HEISENBERG W Der Begriff Abgeschlossene Theorie in der modernen Naturmissenschalt r so Mes AS A E 0921 REICHENBACH H The Principle of Anomaly in Quantum Mechanics 337 DESTOUCHES J L Quelques aspects th oriques de la notion de compl mentarit LS E Re PET Le SUV ES A SRE e EST DESTOUCHES Mme P Manifestations et sens de la notion de compl mentarit 383 GONSETH F Remarque sur l id e de compl mentarit 413 Fiqure 2 Le prestigieux sommaire du num ro ao t nov 1948 de Dialectica num risation par l auteur Tamam L article d Einstein est particuli rement int ressant parce qu il y expose de mani re tr s rigoureuse et tr s claire le fond de sa critique la description d une particule libre ou d un syst me de telles particules au moyen des fonctions d ondes de la m canique q
12. le est devenue l organe officiel de l ESAP European Society of Analytical Philosophy dont le but est de former une collaboration entre les philosophes analytiques europ ens Peut tre est ce la raison pour laquelle toute r f rence Ferdinand Gonseth a disparu dans la page d accueil et que son nom ne figure pas dans la liste des auteurs prestigieux qui y ont contribu alors qu il y a crit plus de cinquante articles dialecica Figure 3 Une couverture r cente de la revue Ferdinand Gonseth a lanc l dition du num ro de Dialectica sur la compl mentarit et crit son article alors qu il tait en train de travailler sur son ouvrage majeur La G om trie et le probl me de l espace dont la r daction et la publication en six fascicules lui ont pris dix ann es de 1945 1955 C est dans cet ouvrage que les concepts d horizon de connaissance et d horizon de r alit apparaissent comme des l ments centraux de sa philosophie des sciences Les r sultats pr c dents ont une valeur qui d passe le cadre de la g om trie Ils concernent l ensemble de la connaissance nous voulons dire l tat dans lequel toute connaissance se pr sente nous un instant d termin rien ne nous autorise penser que notre connaissance m me ses derni res fronti res soit davantage qu un horizon de connaissance que les derni res r alit s que nous ayons con ues soient davantage qu un horizon de r alit
13. ntre que l horizon de la physique classique est une extension homog ne accompagn e d un certain ach vement th orique de ce qu il appelle l horizon naturel de connaissance ou monde propre de l homme seine Eigenwelt dont rel ve essentiellement l intuition Les notions de la physique classique telles que celles de force ou de potentiel qui n appartiennent pas naturellement notre monde propre peuvent y tre int gr es par une construction intellectuelle sans que les l ments originairement constitutifs aient subir un remaniement ou une r vision L horizon classique peut alors jouer le r le d horizon apparent par rapport l horizon quantique qui en sera l horizon profond Figure 5 Un v nement l horizon image extraite du site gicotan fr de l auteur COA Il est inutile de paraphraser l argumentation extr mement claire de Ferdinand Gonseth qui lui permet d interpr ter en termes non techniques la compl mentarit Il convient toutefois de faire appr cier les claircissements d ordre philosophique qu elle apporte aujourd hui encore la compr hension des fondements de la physique quantique r bibnum 6 C est avec une extr me prudence caract ris e par un certain minimalisme philosophique qu a t entrepris le travail th orique qui a abouti dans les ann es 1920 ce que l on appelle l interpr tation de Copenhague il s agissait essentiellement quitte tre tax de positivisme d ta
14. uantique peut elle oui ou non tre consid r e 1 A Einstein B Podolsky et N Rosen Physical Review vol XLVII 1935 p 777 780 Voir sur BibNum une analyse par F Lalo septembre 2010 de cet article 2 Albert Einstein uvres choisies rassembl es et pr sent es par Fran ois Balibar Olivier Darrigol et Bruno Jech Tome I Quanta pp 245 249 Editions du Seuil et du CNRS Paris 1989 r bibnum 2 comme compl te Si l on accepte l hypoth se de l incompl tude option Ia alors il faut rechercher en physique c t de la description incompl te une description compl te de l tat des choses et en rechercher les lois Mais Einstein affirme alors que la m canique quantique interpr t e selon Ib c est dire comme une th orie compl te n est pas compatible avec le principe nonc en II Ce principe qu il appelle le principe des actions par contigu t gt dont seule la th orie des champs a fait une application cons quente et dont l abolition compl te rendrait impensable l existence de syst mes quasi ferm s et donc l tablissement de lois empiriquement v rifiables au sens habituel du terme stipule qu a un moment donn les choses revendiquent une existence autonome dans la mesure o elles se trouvent dans des parties diff rentes de l espace Einstein explique ainsi en quoi la th orie du champ a d velopp l extr me ce principe dans la mesure m me ou les c
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