L’interdépendance des phénomènes : bouddhisme et physique quantique

Pour le bouddhisme, le monde est comme un vaste flux d’événements reliés les uns aux autres et participant tous les uns des autres. La façon dont nous percevons ce flux en cristallise certains aspects de manière purement illusoire et nous fait croire qu’il s’agit d’entités autonomes dont nous sommes entièrement séparés. …

Selon le bouddhisme, donc, tout est interconnecté. De manière étonnante, des expériences scientifiques nous ont aussi contraints à dépasser nos notions habituelles de localisation dans l’espace. Elles nous ont amenés à conclure que l’univers possède bien un ordre global et indivisible, tant à l’échelle subatomique qu’à celle de l’infiniment grand.

Une célèbre expérience de pensée proposée en 1935 par Einstein et deux de ses collègues, Boris Podolsky et Nathan Rosen (on l’appelle l’expérience « EPR », d’après les initiales des trois auteurs), nous oblige à abandonner nos idées sur la localité des choses, sur notre perception d’» ici » ou de « là ». Or ce concept de non-localité est étrangement proche du concept bouddhiste d’interdépendance. En termes simplifiés, l’expérience EPR est la suivante :

Considérons une particule qui se désintègre spontanément en deux photons (des particules de lumière) A et B. Du fait des lois de symétrie, les deux photons partent toujours dans des directions opposées. Si A part vers le nord, nous détectons B au sud. Jusque-là, apparemment rien d’extraordinaire. Mais c’est oublier les bizarreries de la mécanique quantique qui dit qu’une particule a une nature duelle : celle-ci est à la fois onde et particule, et son apparence dépend du fait que l’instrument de mesure est activé ou non, c’est-à-dire de l’acte d’observation. Avant que détecteur ne soit activé, le photon A ne présentait pas l’aspect d’une particule, mais celui d’une onde. Cette onde n’étant pas localisée, il existe une certaine probabilité pour que A se trouve dans n’importe quelle direction. C’est seulement quand l’appareil de mesure est activé et que A est capté par ce dernier qu’il se métamorphose en particule et « apprend » qu’il se dirige vers le nord. Mais si, avant d’être capturé, A ne « savait » pas quelle direction il allait prendre, comment B aurait-il pu « deviner » à l’avance le comportement de A et régler le sien de façon à être capté au même instant dans la direction opposée ? Cela n’a aucun sens, à moins d’admettre que A peut informer instantanément B de la direction qu’il a prise. Or la théorie de la relativité chère à Einstein interdit à aucun signal de voyager plus vite que la lumière. « Dieu n’envoie pas de signaux télépathiques », disait le physicien pour souligner qu’il ne peut y avoir de mystérieuse action à distance entre deux particules séparées dans l’espace.

Sur la base de cette expérience de pensée, Einstein conclut donc que la mécanique quantique ne donne pas une description complète de la réalité. Déterministe invétéré, il s’éleva contre la description de la réalité en termes de probabilités par la mécanique quantique. Selon lui, A doit savoir quelle direction il va prendre et communiquer cette information à B avant de s’en séparer. Il faut donc que les propriétés de A aient une réalité objective indépendante de l’acte d’observation. L’interprétation probabiliste de la mécanique quantique selon laquelle A pourrait se trouver dans n’importe quelle direction doit être erronée. Einstein pensait que sous le couvert de l’incertitude quantique devait se cacher une réalité intrinsèque et déterministe. Selon le physicien, la vitesse et la position de définissant la trajectoire d’une particule étaient bien localisées sur la particule, indépendamment de l’acte d’observation. Il souscrivait à ce qu’on appelle le « réalisme local ». Pour Einstein, la mécanique quantique ne pouvait rendre compte de la trajectoire définie d’une particule, car elle ne prenait pas en compte des paramètres supplémentaires, appelés « variables cachées ». Elle était donc incomplète.

Pendant longtemps, le schéma EPR resta à l’état d’expérience de pensée. Les physiciens ne savaient pas comment la réaliser pratiquement. En 1964, John Bell, un physicien irlandais travaillant au CERN (Organisation européenne pour la recherche nucléaire), conçut un théorème mathématique connu sous le nom d’« inégalités de Bell » qui aurait dû être vérifié expérimentalement s’il existait des variables cachées. Ce théorème permettait d’amener le débat du plan métaphysique à celui de l’expérience concrète. En 1982, à l’université d’Orsay, le physicien français Alain Aspect et son équipe effectuèrent une série d’expériences sur des paires de photons (les physiciens les appellent des photons « intriqués ») afin de tester l’effet EPR. Les résultats furent sans appel : les inégalités de Bell étaient systématiquement violées. Einstein s’était trompé. Dans l’expérience d’Aspect, les photons A et B sont séparés par douze mètres, et pourtant B « sait » toujours instantanément ce que fait A. On sait que ce phénomène est instantané, car un signal lumineux transportant des informations de A à B n’aurait pas eu le temps de couvrir la distance de douze mètres. En effet, des horloges atomiques associées aux détecteurs captant A et B, permettent de mesurer très précisément le moment d’arrivée de chaque photon. La différence entre les deux temps d’arrivée est inférieure à quelques dixièmes de milliardièmes de seconde (elle est probablement nulle, mais la précision des horloges atomiques actuelles ne permet pas de mesurer des temps inférieurs à 10-10 seconde). Or, en 10-10 seconde, la lumière ne peut franchir qu’une distance de trois centimètres, bien inférieure aux douze mètres séparant A de B. De plus, le résultat reste le même lorsqu’on augmente la distance entre les deux photons. Dans l’expérience plus récente réalisée en 1998 par le physicien suisse Nicolas Gisin et son équipe à Genève, les photons sont séparés de dix kilomètres et les comportements de A et B sont toujours parfaitement corrélés. Ces résultats bafouent le bon sens.

La physique classique nous dit que les comportements de A et B devraient être totalement indépendants car ils ne peuvent pas communiquer. Comment expliquer alors le fait que B « sache » toujours instantanément ce que fait A ? Cela pose problème seulement si nous supposons, comme Einstein, que la réalité est morcelée et localisée sur chacun des photons. Mais le paradoxe n’a plus cours si nous admettons que A et B font partie d’une réalité globale, quelle que soit la distance, même s’ils se trouvent aux deux extrémités de l’univers. A n’a pas besoin d’envoyer un signal à B car tous font partie d’une même réalité. Les deux photons restent constamment en relation par une interaction mystérieuse. L’expérience EPR élimine ainsi toute idée de localisation. Elle confère un caractère holistique à l’espace. Les notions d’« ici » ou de « là » n’ont plus de sens, car « ici » est identique à « là ». Les physiciens appellent cela la « non-séparabilité » de l’espace.

Trinh Xuan Thuan dans Le cosmos et le lotus

Une pièce musicale de Kitaro – Koi