Imaginez une boîte posée sur une table devant vous. À l'intérieur, il y a un chat. Est-ce que ce chat est content ou grognon ? Est-ce qu'il est éveillé ou endormi ?
Habituellement, les choses ne sont qu'une seule chose à la fois. Mais en 1935, un scientifique nommé Erwin Schrödinger a imaginé une expérience de pensée qui suggérait qu'un chat pourrait être deux choses opposées au même moment exact. Ce casse-tête s'appelle Le Chat de Schrödinger, et il nous aide à explorer les règles étranges de la physique quantique et comment nous savons ce qui est réellement vrai.
Imaginez que vous vous promenez dans les rues pavées de Vienne ou de Berlin au début des années 1930. Les scientifiques se réunissaient dans des cafés confortables et de grandes universités pour parler de la nature même de la réalité.
Au centre de tout cela se trouvait un homme avec des lunettes rondes et une tignasse de cheveux nommé Erwin Schrödinger. Il ne s'intéressait pas seulement à la façon dont les choses bougeaient, mais de quoi elles étaient faites quand on regardait de plus près que quiconque ne l'avait jamais fait auparavant.
Imaginez une pièce remplie de tableaux noirs et l'odeur de vieux livres. Les scientifiques se disputent si fort que le thé dans leurs tasses tremble. Ils essaient de dessiner des choses qu'ils ne peuvent pas voir, comme les minuscules morceaux d'énergie qui composent la lumière.
À cette époque, les scientifiques découvraient que les minuscules particules qui composent notre monde, comme les atomes, ne suivent pas les mêmes règles que les ballons de basket ou les vélos.
Quand vous lancez une balle, vous savez exactement où elle est. Mais quand vous regardez un atome, il semble être à plusieurs endroits à la fois jusqu'à ce que vous l'attrapiez réellement avec votre regard.
Finn says:
"Alors, si je ne regarde pas ma chambre, cela signifie-t-il que mes jouets pourraient être en train de faire la fête et d'être parfaitement immobiles en même temps ?"
Cette idée étrange s'appelle la superposition. C'est la croyance qu'une particule minuscule existe dans tous les états possibles en même temps tant que quelqu'un ne l'observe pas.
Schrödinger trouvait cette idée très difficile à accepter. Il pensait que cela ressemblait un peu à de la magie, et il voulait montrer à tout le monde à quel point ce serait étrange d'appliquer ces règles minuscules au grand monde dans lequel nous vivons.
On peut même imaginer des cas tout à fait ridicules. Un chat est enfermé dans une cage en acier.
Pour expliquer son point de vue, il n'a pas utilisé un laboratoire avec des tubes bouillonnants. Au lieu de cela, il a utilisé son imagination pour créer une histoire sur un chat dans une boîte.
Dans cette histoire, un chat est placé à l'intérieur d'une boîte en acier complètement scellée. Personne ne peut voir à l'intérieur, et aucun son ne peut en sortir. À l'intérieur de la boîte avec le chat, il y a un tout petit peu de matière radioactive et une machine spéciale.
Erwin Schrödinger n'avait en fait pas de chat dans une boîte ! C'était entièrement une 'expérience de pensée', ce qui signifie qu'il a tout fait dans sa tête pour tester une idée.
Cette machine est comme un petit marteau qui attend de tomber. Si un seul atome du matériau se désintègre, le marteau tombe et libère une fiole de gaz soporifique.
À cause des règles du monde minuscule, cet atome est dans un état de superposition. Il s'est à la fois désintégré et est resté entier en même temps. C'est là que l'histoire devient très étrange.
Mira says:
"C'est comme une pièce de monnaie qui tourne sur une table. Pendant qu'elle tourne vite, ce n'est ni pile ni face. C'est un mélange flou des deux jusqu'à ce qu'elle s'arrête."
Si l'atome est à la fois désintégré et non désintégré, alors le marteau est à la fois tombé et n'est pas tombé. Cela signifie que le gaz a été libéré, mais n'a pas non plus été libéré.
En suivant cette logique, Schrödinger a dit que le chat devait être à la fois endormi et éveillé, ou même mort et vivant, au même moment exact. Le chat reste dans ce double état tant que la boîte reste fermée.
La réalité est fixe. Le chat est soit éveillé, soit endormi, et nous ne savons juste pas lequel tant que nous ne regardons pas.
La réalité est flexible. Le chat est réellement les deux choses à la fois, et notre acte de regarder crée le résultat.
Schrödinger ne voulait pas réellement faire de mal aux chats, et il ne croyait pas vraiment qu'un chat puisse être deux choses à la fois. Il essayait de souligner un paradoxe, c'est-à-dire une situation qui semble mener à une conclusion qui n'a aucun sens.
Il voulait montrer que la façon dont nous parlons des atomes devait manquer quelque chose d'important. Si les atomes peuvent être dans deux états à la fois, mais pas les chats, où s'arrête la magie ?
J'aime à penser que la lune est là même si je ne la regarde pas.
Cela a provoqué un énorme débat dans le monde scientifique. D'un côté, il y avait Albert Einstein, qui était d'accord avec Schrödinger pour dire que le monde devrait avoir un sens même quand nous ne regardons pas.
De l'autre côté, il y avait Niels Bohr, qui croyait que l'acte de regarder, ou l'observation, est ce qui crée réellement la réalité. Pour Bohr, le chat était vraiment les deux choses à la fois jusqu'à ce que vous ouvriez le couvercle.
Prenez une pièce de monnaie et faites-la tourner sur une table plate. Pendant qu'elle tourne, pouvez-vous dire avec certitude si c'est pile ou face ? Pendant quelques secondes, c'est une 'superposition' des deux ! Au moment où vous claquez votre main pour l'arrêter, vous êtes 'l'observateur' qui décide du résultat.
Pensez à un cadeau emballé dans du papier brillant. Avant de l'ouvrir, est-ce que c'est un jeu de Lego ou une paire de chaussettes ?
Dans votre tête, ça pourrait être l'un ou l'autre. Dans le monde quantique, les scientifiques soutenaient que c'est en fait les deux jusqu'au moment où le papier est déchiré. L'acte d'ouvrir la boîte est ce qui force l'univers à choisir une seule réponse.
À Travers les Âges
Au fil des ans, ce chat dans une boîte est devenu l'un des symboles les plus célèbres de l'histoire. Il est sorti des laboratoires scientifiques pour entrer dans les films, les bandes dessinées et même les dessins animés.
Même si Schrödinger l'avait imaginé comme une blague pour montrer à quel point la théorie était absurde, de nombreux scientifiques modernes pensent maintenant qu'il a accidentellement décrit comment l'univers fonctionne réellement. Ils appellent cela l'Interprétation de Copenhague.
Finn says:
"Je me demande si le chat sait lequel il est. Se sent-il comme un fantôme flou, ou se sent-il seulement comme une seule chose ?"
Aujourd'hui, nous utilisons ces règles étranges pour construire des ordinateurs quantiques. Ce sont des ordinateurs qui peuvent résoudre des problèmes beaucoup plus rapidement que les ordinateurs normaux parce que leurs pièces peuvent être dans deux états à la fois, tout comme le chat.
Au lieu d'être juste un 1 ou un 0, les pièces d'un ordinateur quantique peuvent être les deux. Cela leur permet d'explorer des milliers de réponses en même temps, ce qui est très utile pour créer de nouveaux médicaments ou garder des secrets en sécurité.
Si vous pensez comprendre la mécanique quantique, c'est que vous ne la comprenez pas.
Nous n'avons toujours pas de réponse parfaite à l'énigme de Schrödinger. Certaines personnes croient à la Théorie des Mondes Multiples, qui dit que lorsque vous ouvrez la boîte, l'univers se divise en deux.
Dans un univers, vous trouvez un chat heureux. Dans un autre univers, une autre version de vous trouve un chat grognon. Cela signifie qu'à chaque fois qu'un choix est fait, un monde entièrement nouveau naît.
Aujourd'hui, les scientifiques ont réussi à placer de minuscules objets, comme des molécules composées de 60 atomes, dans un état de 'superposition' tout comme le chat de Schrödinger. Ils n'ont pas encore essayé avec un vrai chat, cependant !
Le chat de Schrödinger nous apprend que le monde est bien plus mystérieux qu'il n'y paraît. Il nous rappelle qu'être curieux est plus important que d'avoir toutes les réponses.
Parfois, les choses les plus intéressantes de la vie sont celles que nous n'avons pas encore tout à fait comprises. C'est normal de rester avec le mystère de la boîte et de se demander ce qui pourrait se passer à l'intérieur.
À méditer
Si vous étiez le chat dans la boîte, vous sentiriez-vous comme deux choses à la fois, ou vous sentiriez-vous seulement comme vous-même ?
Il n'y a pas de bonne réponse à cette question. Même les plus grands scientifiques de l'histoire débattent encore de ce que cela fait de faire partie du monde quantique.
Questions sur Philosophie
A-t-on déjà utilisé un vrai chat dans cette expérience ?
Les humains peuvent-ils être à deux endroits à la fois ?
Pourquoi est-ce toujours un chat ?
La Boîte Est Toujours Fermée
La prochaine fois que vous regarderez une porte fermée ou un cadeau emballé, pensez à Schrödinger et à son chat. Le monde est plein de possibilités qui existent toutes à la fois jusqu'à ce que nous jetions un coup d'œil. Garder ce sens de l'émerveillement vivant est ce qui rend la science et la philosophie si passionnantes.