Qu'est-ce que l'incertitude quantique?
L’incertitude quantique, ou plus formellement le principe d’incertitude de Heisenberg, est une découverte de la physique quantique selon laquelle il est impossible de connaître simultanément la position exacte et l’impulsion exacte d’une même particule. Le principe d'incertitude donne également des limites de confiance (quantitatives) mathématiquement précises pour des paires de mesures. Essentiellement, plus vous voulez connaître une valeur avec précision, plus vous devez sacrifier la précision dans la mesure de l’autre.
En raison de son association avec la révolution de la mécanique quantique, l’incertitude quantique a une place durable dans la culture populaire, où elle est souvent mal interprétée. L’incertitude quantique dans les films et les films est parfois utilisée à tort pour faire référence à de gros objets, alors qu’elle ne s’applique qu’aux particules. En outre, l'idée d'incertitude quantique est souvent présentée de manière mystérieuse, sans mentionner que le concept va de pair avec des limites de confiance quantitatives précises, qui ne sont pas si mystérieuses.
La notion d'incertitude quantique a provoqué un chahut au début du XXe siècle, alors que les physiciens tentaient de définir les particularités de la théorie quantique à l'aide d'interprétations contradictoires. Neils Bohr et de nombreux autres physiciens ont préconisé l'interprétation de Copenhague, selon laquelle l'univers est fondamentalement flou au niveau le plus bas, décrit par des distributions de probabilité plutôt que par des états bien définis, liés de manière déterministe. Werner Heisenberg, qui a tiré le principe d'incertitude de la structure mathématique de la théorie quantique, a également préconisé l'interprétation de Copenhague. Albert Einstein, cependant, n'a pas dit de façon célèbre: "Dieu ne joue pas aux dés".
La théorie de l’incertitude quantique, bien qu’elle soit emballée avec des limites de confiance mathématiquement précises, est vraiment très mystérieuse. Les milieux de la physique ne s'entendent toujours pas sur le point de savoir si l'interprétation de Copenhague découle inévitablement de la certitude quantique. L’alternative contemporaine à l’interprétation de Copenhague est l’interprétation de la mécanique quantique par de nombreux mondes, selon laquelle la réalité est en réalité déterministe.
Dans le contexte du grand succès de la mécanique newtonienne depuis plus d'un siècle, les physiciens étaient très réticents à renoncer à des théories déterministes sans preuves incroyablement convaincantes. Ils ont donc essayé de proposer des théories de "variables cachées", qui tentaient d'expliquer l'absolue incertitude quantique en tant que propriété de haut niveau qui émerge d'interactions déterministes plus fondamentales. Cependant, une constatation appelée l'inégalité de Bell a révélé que les théories de variables cachées locales ne pouvaient pas être utilisées pour décrire l'incertitude quantique sans postuler des corrélations plus rapides que la lumière entre toutes les particules de l'univers. Cependant, des théories de variables cachées non locales sont toujours proposées pour expliquer un fondement déterministe derrière l’incertitude quantique.