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Physique | Technique
Céline Wallart, 2002 | Berne, BE
Sommes-nous vraiment libres de nos choix? Mon travail se penche sur cette question, en analysant «The Strong Free Will Theorem», un théorème publié par John Conway et Simon Kochen liant physique quantique, théorèmes mathématiques et relativité. Le travail examine ensuite les opinions de plusieurs philosophes et les trois grandes notions concernant le libre arbitre: le déterminisme (dur), le compatibilisme et l’incompatibilisme libertaire. L’expérience, réalisée à l’Université de Zurich, observe une caractéristique surprenante du comportement des photons. Elle permet de faire le lien entre le théorème, très théorique, et son application. Une critique du théorème est ensuite effectuée.
Problématique
Mon premier objectif était de comprendre le théorème du libre arbitre, et de le réexpliquer ensuite. Je voulais ensuite exposer les points de vue de plusieurs philosophes et parler des notions principales, ainsi que, grâce à mon expérience, tirer un bilan liant la philosophie et le théorème.
Méthodologie
Après avoir rassemblé plusieurs documents, j’ai commencé à travailler sur l’article de Conway et Kochen, et sur la partie philosophique. J’ai mis en évidence les points principaux qui permettaient de faire le lien entre les trois parties, en utilisant le mind map à cet effet. J’ai discuté de mes idées avec plusieurs experts et préparé mon expérience.
Résultats
Le théorème peut être interprété ainsi: en supposant que nous, les humains, avons du libre arbitre, alors les particules élémentaires en ont aussi. Si l’homme faisant l’expérience a la possibilité de faire un choix libre par rapport aux paramètres de l’expérience qu’il va réaliser, alors la réponse de la particule sur laquelle il veut mesurer un état ou une donnée quelconque est aussi «libre», c’est-à-dire que cette réponse n’est pas déterminée par l’histoire passée de l’Univers. Le théorème est composé de trois axiomes: SPIN (parlant des spins des particules), TWIN (faisant référence à deux particules intriquées) et MIN (liant le «libre arbitre» et la relativité). Mais le théorème du libre arbitre peut être critiqué: bien qu’il ne contienne pas d’erreurs mathématiques, les auteurs manquent de précision, généralisent certaines situations et ne prennent pas en compte le phénomène de non-localité quantique. Le point critique est le fait que le théorème ne prouve finalement pas que les particules sont libres, étant donné qu’il n’exclut pas le fait que l’Univers pourrait être déterministe. Ce théorème est donc relatif. La question du libre arbitre, du point de vue philosophique, semble difficile à concilier avec la connaissance du monde dans lequel nous vivons. Elle possède principalement deux dimensions. Le libre arbitre requiert une possibilité de pouvoir faire autrement, et le choix d’une personne libre ne doit venir que de lui. Concernant les trois grandes théories: le compatibilisme prend le parti que nos actions sont déterminées, mais qu’elles peuvent être considérées comme libres si la cause de l’action est interne à l’agent. Les déterministes durs pensent que «tout est déterminé», et donc que le libre arbitre n’existe pas. Les incompatibilistes libertaires pensent que la relation cause-effet existe, mais qu’une personne peut elle-même commencer une nouvelle chaîne causale. Mon expérience, réalisée à l’université de Zurich, a consisté à observer la formation de franges d’interférences grâce à un interféromètre de Mach-Zehnder, quand il n’y a qu’un seul photon à la fois dans le circuit de l’interféromètre. Les résultats de l’expérience sont représentés sous forme de photos des franges d’interférence. La question du libre arbitre reste finalement ouverte, en physique comme en philosophie.
Discussion
Comme nous l’avons vu, le théorème du libre arbitre n’est pas absolu. Quatre professeurs de mathématiques ont publié un second article intitulé «What does the Free Will Theorem Actually Prove?» critiquant de manière plus approfondie l’article de Conway et Kochen.
Conclusions
En supposant que nous possédons du libre arbitre, et en considérant le théorème de Conway et Kochen comme vrai, nous pouvons alors affirmer que les photons sont libres de choisir leur direction (gauche ou droite) dans l’interféromètre, «libres» étant toujours à prendre dans le sens qu’ils ne sont pas déterminés par ce qui s’est passé antérieurement dans leurs systèmes. Cependant, la philosophie n’a pas encore trouvé une réponse définitive à la question du libre arbitre; donc je ne peux pas affirmer, sur la base de mes recherches, que le choix du photon était «libre».
Appréciation de l’expert
Prof. Dr. Michael Esfeld
Le travail établit un rapport entre le théorème en physique quantique qui est connu sous le nom de „strong free will theorem“ et le débat sur le libre arbitre en philosophie. Ce théorème concerne le fait qu’un résultat de mesure en physique quantique dépend du libre choix des variables à mesurer, qui est cependant compatible avec la possibilité que l’univers en entier est déterministe. Le travail établit un lien entre ce fait et les courants majeurs en philosophie sur le libre arbitre, montrant que le débat reste ouvert, tant en physique qu’en philosophie.
Mention:
très bien
Gymnase français, Biel/Bienne
Enseignant: Olivier Simon