B2 · Episode 39 · 5:08
When Reality Becomes Relative: Relativity and Quantum Weirdness
This episode explores how Einstein's theory of relativity reshaped our understanding of space and time, and how quantum mechanics—through concepts like superposition, wave-particle duality, and the observer effect—challenges classical notions of objectivity, predictability, and the nature of reality itself.
Source：Sismique · License：CC BY 3.0
Transcript
c'est comme si l'univers était une grande toile élastique et que les objets massifs
It's as if the universe were a vast elastic fabric, and massive objects
y créaient des creux influençant le mouvement de tout ce qui passe à proximité.
create depressions in it that influence the motion of everything passing nearby.
Ce qui nous intéresse ici, ce ne sont pas ces théories en elles- mêmes,
What interests us here is not these theories themselves,
bien que ça vaudrait le coup de s'y attarder,
though they would certainly be worth exploring in depth,
mais c'est l'impact profond qu'elles ont eu sur notre compréhension de l'univers et
but rather the profound impact they've had on our understanding of the universe,
sur notre conception de la connaissance elle- même.
and on our very conception of knowledge itself.
Ce qu'elle nous montre que des notions aussi fondamentales que l'espace et le temps,
They show us that even such fundamental notions as space and time,
que nous pensions comprendre parfaitement, peuvent être remises en question.
which we thought we fully understood, can still be fundamentally questioned.
Elle nous rappelle l'importance de considérer différents points de vue,
They remind us of the importance of considering different perspectives,
de considérer différents cadres de référence pour appréhender la réalité.
of using different frames of reference to grasp reality.
et par ailleurs, ce sont des théories contre intuitives.
Moreover, these theories are counterintuitive.
Elles sont étranges, elles sont étranges a priori,
They are strange—strange from the outset,
et elles nous invitent une fois de plus à nous méfier de certaines apparences,
and they once again urge us to be wary of certain appearances,
à nous méfier de nos intuitions,
to be cautious of our intuitions,
et de certains des savoirs qu'on pensait définitivement établis.
and of some knowledge we once took as definitively established.
Très peu de temps après,
Very shortly thereafter,
une autre découverte encore plus étrange allait bouleverser notre vision de
an even stranger discovery would overturn our view of the universe and its laws:
l'univers et de ses règles: la mécanique quantique.
quantum mechanics.
Dans les années 1920, des physiciens comme Max Planck,
In the 1920s, physicists such as Max Planck,
Niels Bohr et Werner Heisenberg découvrent que le monde subatomique,
Niels Bohr, and Werner Heisenberg discovered that the subatomic world—the realm of the extremely tiny—
donc du tout petit petit,
the world of the incredibly small,
ne se comporte pas du tout comme notre monde macroscopique,
does not behave at all like our macroscopic world,
celui qu'on peut voir. Les particules peuvent être, par exemple,
the world we can see with our eyes. For instance, particles can exist in multiple places at once.
à plusieurs endroits à la fois.
They can be in several places simultaneously.
Elles peuvent s'enchevêtrer instantanément sur de très grandes distances,
They can become instantly entangled across vast distances,
et leur comportement semble intrinsèquement probabiliste,
and their behavior appears intrinsically probabilistic,
c'est- à- dire non prévisible avec certitude.
meaning it cannot be predicted with certainty.
Ce qui va évidemment complètement à l'encontre de tout ce que la science avait cru
This obviously runs completely counter to everything science had believed
jusque- là. on va donner quelques exemples
up until now. We’ll give a few examples
le principe d'incertitude d'Heisenberg alors il nous dit qu'il est impossible de
the Heisenberg uncertainty principle. It tells us
connaître simultanément et avec précision la position et la vitesse d'une particule
it’s impossible to know both the position and the velocity of a particle simultaneously and precisely
Donc c'est pas comme les trains qui partent à Paris pour arriver à Lyon à telle
So it’s not like trains departing Paris to arrive in Lyon at a specific
heure, etc. Plus on connaît l'une,
time, etc. The more precisely we know one
et moins on connaît l'autre.
the less precisely we know the other.
Et ce n'est pas une limitation de nos instruments de mesure,
And this isn’t a limitation of our measuring instruments,
c'est une propriété fondamentale de la réalité quantique,
but rather a fundamental property of quantum reality,
même si on peut imaginer qu'au départ les physiciens ont
even though we can imagine that, initially, physicists
essayé plusieurs fois de voir ce qui n'allait pas dans leurs mesures.
tried several times to identify what was wrong with their measurements.
Alors pour illustrer les étrangetés du monde quantique,
To illustrate the strangeness of the quantum world,
on va prendre l'expérience de la double fente, qui est une des plus connues.
we’ll take the double-slit experiment, one of the most famous.
Dans cette expérience, des particules, comme des électrons par exemple,
In this experiment, particles—such as electrons, for example—
sont envoyées une par une vers un écran avec deux fentes.
are sent one by one toward a screen with two slits.
étonnamment lorsqu'on ne les observe pas ces particules semblent passer par les deux
Surprisingly, when we don’t observe them, these particles appear to pass through both
fentes à la fois créant un motif d'interférence sur l'écran qui est placé derrière
slits at once, creating an interference pattern on the screen placed behind
ces fentes donc on projette de la lumière
these slits. So we shine light between the two slits
entre deux fentes et ça crée un motif d'interférence derrière
and that creates an interference pattern behind
mais dès qu'on tente de les observer pour déterminer par quelle fente elles passent
them. But as soon as we try to observe them—to determine, one by one, which slit they pass through
une par une, le motif d'interférence disparaît.
the interference pattern vanishes.
C'est comme si l'acte, l'acte même d'observation modifiait le comportement des
It’s as if the act—the very act—of observation changes the behavior of
particules. Comme ça,
the particles. Like this,
évidemment c'est un peu troublant.
obviously, it’s somewhat unsettling.
Donc cette expérience soulève des questions profondes sur la nature de la réalité au
So this experiment raises profound questions about the nature of reality at
niveau quantique et le rôle aussi de la mesure dans la détermination des propriétés
the quantum level—and also about the role of measurement in determining the properties
des systèmes quantiques.
of quantum systems.
Pour illustrer l'étrangeté de ce monde,
To illustrate the strangeness of this world,
on va prendre l'exemple du fameux chat de Schrödinger.
we’ll use the famous Schrödinger’s cat as an example.
Erwin Schrödinger, qui avait peut- être un chat,
Erwin Schrödinger—who may have owned a cat—
a imaginé une expérience de pensée où son chat est enfermé dans une boîte avec un
imagined a thought experiment in which his cat is placed inside a box containing
dispositif qui pourrait le tuer en fonction d'un événement quantique aléatoire.
a device that may kill the cat, depending on a random quantum event.
C'est une expérience de
This is a thought experiment.
pensée. Donc selon la mécanique quantique,
So, according to quantum mechanics,
tant qu'on n'observe pas à l'intérieur de la boîte,
as long as we don’t look inside the box,
le chat est dans un état de superposition.
the cat remains in a superposition state.
Il est à la fois vivant et mort.
It is both alive and dead at the same time.
comme les particules donc qui passent par les deux fentes à la fois.
Just like particles, which can pass through both slits simultaneously.
Et c'est seulement l'acte d'observation qui effondre cette superposition dans un
Only the act of observation causes this superposition to collapse into a definite state.
état défini. c'est quand on ouvre la boîte qu'on sait si le chat est mort ou vivant
It’s only when we open the box that we find out whether the cat is dead or alive.
et plus précisément c'est quand on ouvre la boîte que le chat devient mort ou
More precisely, it is the very act of opening the box
devient vivant.
that makes the cat become dead—or become alive.
Et qu'il n'est plus les deux à la fois.
At that moment, it is no longer both states at once.
Donc ouvrons la boîte.
So let’s open the box.
Ah, bah il est vivant.
Ah—it’s alive!
Cette expérience de pensée illustre de manière frappante comment la mécanique
This thought experiment strikingly illustrates how quantum mechanics challenges our understanding of reality,
quantique remet en question nos notions de réalité
and also our notion of ‘observation’;
et la notion d'observation, puisqu'elle suggère que l'acte d'observation peut
since it suggests that the act of observation can influence what is being observed,
influencer ce qui est observé, remettant donc en question l'idée qu'une
thereby questioning the idea that an objective reality exists independently of the observer.
réalité objective et indépendante de l'observateur existe.
(This idea is thus called into question.)
Il faut préciser quelque chose ici,
We need to clarify something here:
puisque pour les adeptes du new age qui nous écoutent,
since some New Age enthusiasts listening to us
il y a souvent de la confusion.
often get confused about this.