Des expériences suggèrent que les humains peuvent directement observer le Quantum

Les sens intermodaux pourraient-ils être une clé pour déverrouiller la vraie nature de la physique?

Les humains verront-ils les lois de la physique de leurs propres yeux?

Source: Image de Shutterstock.

Par William C. Bushell Ph.D. et Maureen Seaberg

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Cet article fait partie 4 d’une série.

Dans les trois premières éditions de cette série, nous avons attiré l’attention sur le fait qu’un nouveau corpus de recherches étonnantes, voire révolutionnaires, dans les domaines de la physique, de la biophysique, de la psychophysique et des neurosciences, démontrait des découvertes sans précédent sur la sensibilité de l’homme. sens: vision au niveau des photons uniques; audition au niveau des vibrations avec des amplitudes à l’échelle atomique et discrimination des intervalles de temps auditifs de l’ordre du millionième de seconde; discrimination tactile à l’échelle de molécules individuelles; et des mécanismes de sensibilité olfactive à base de mécanismes quantiques capables de discriminer plus de mille milliards d’odeurs différentes.

Nous avons constaté que ce corpus de recherches est apparu assez disparate pour la plupart, sans unification conceptuelle, une coordination de la recherche sensorielle au sens large, ni un cadre idéologique global (bien qu’il existe quelques exceptions notables à cette généralisation, et qu’il existe un nouveau processus scientifique intensif. intérêt dans les domaines de l’intégration multisensorielle, du fonctionnement sensoriel intermodal et de la synesthésie).

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Nous avons en particulier attiré l’attention sur l’un des aspects les plus surprenants et révolutionnaires de ce nouveau cadre scientifique largement disparate et ad hoc, à savoir la capacité de l’homme à percevoir directement un photon de lumière – ce qui a été récemment démontré de façon concluante – et la proposition surprenante de Les physiciens utilisent et déploient cette capacité humaine pour étudier le phénomène profond et déconcertant, mais réel et fondamental, de l’intrication quantique. L’enchevêtrement quantique est le phénomène de connexions profondes et durables entre deux particules ou plus qui ont déjà été connectées, quelle que soit leur distance, dans l’espace ou dans le temps, même à l’échelle galactique ou cosmique. En outre, un certain nombre de ces physiciens de premier plan proposent qu’une méthodologie et une technologie fournies par la perception directe humaine de l’intrication quantique pourraient bien constituer l’un des meilleurs moyens d’enquêter davantage sur ce phénomène, ainsi qu’un meilleur moyen de résoudre un certain nombre de problèmes. des questions majeures et persistantes dans toute la physique quantique, y compris la nature de l’enchevêtrement, le soi-disant problème de mesure et la fonction d’onde – en d’autres termes, la nature ultime de la réalité de l’univers lui-même.

Nous avons également constaté que les résultats de ce récent corpus de recherche sur la vision humaine des photons uniques, prédécesseur naturel de la capacité à voir l’unité de base de l’enchevêtrement – deux photons enchevêtrés – ont permis d’établir une démonstration concluante de ce que la science appelle ” preuve de concept, dans ce cas, qu’au moins un sujet humain était clairement capable de percevoir un photon de lumière unique dans une série d’essais selon un plan d’étude et des règles statistiques stricts et rigoureux. Cependant, des entretiens avec les scientifiques et des compléments aux études ont révélé que la perception des photons uniques était très vague et impressionniste – et pourtant tellement au-dessus de la chance qu’elle soit vraiment exacte – et aussi, que tous les sujets n’étaient pas réellement capables pour percevoir avec succès le photon unique. Et qu’il y avait une gamme de performances et de capacités démontrées chez les sujets humains. L’expérience et la formation semblaient contribuer à la performance.

À ce stade, nous avons également noté que, à propos de ces résultats, il existe des traditions dans lesquelles les praticiens de formes spéciales de méditation observationnelle s’entraînent de manière intensive afin de pouvoir percevoir directement des quantités minuscules, le moins possible de lumière, possibles. Ces traditions, et de tels praticiens, existent depuis des siècles dans les cultures asiatiques (et très probablement dans d’autres), et existent de nos jours dans le monde entier, y compris en Occident, en raison de la diffusion de l’enseignement des techniques. Et en fait, un nombre important et croissant de recherches sur les capacités sensorielles, perceptuelles et attentionnelles a été mené et il a été démontré que parmi les praticiens testés, des performances élevées ont été atteintes (voir les revues dans Bushell 2009 et Bushell, à venir). ). Un certain nombre d’études ont spécifiquement étudié la capacité de tels praticiens à percevoir la quantité de lumière minuscule, et celles-ci ont également montré des niveaux de performance élevés. Nous appelons les plus performants de ces praticiens «adeptes de la perception» et, bien qu’aucun n’ait jusqu’à présent été testé spécifiquement sur la capacité de percevoir des photons uniques, nous avons vivement plaidé pour leur intégration dans de nouvelles études sur la détection de photons uniques, ainsi que pour études de la capacité humaine à percevoir l’intrication quantique et d’autres aspects de la nature quantique de l’univers – polarisation de photons, superposition, apparition potentielle de la lumière sous forme quantifiée – de telles études ont été proposées avec impatience par plusieurs de ces physiciens pour sujets humains en général.

À propos de cette brève revue, nous devrions enfin ajouter que nous avons également mentionné avoir découvert dans notre précédente recherche (voir Seaberg 2011, préface de Bushell) que certaines traditions adeptes ont mis un accent particulier sur l’importance de ce qui serait décrit en termes neuroscientifiques contemporains. formes de perception multisensorielle, intermodale, voire synesthésique. Comme nous l’avons déjà suggéré, nous pensons que cette orientation multisensorielle pourrait bien intégrer les modalités sensorielles individuelles et, via cette intégration, améliorer encore davantage la performance de chaque sens individuel et de l’ensemble des sens simultanément. Et dans ce contexte, l’extraordinaire étendue, magnitude, précision, exactitude et hypersensibilité de tous les sens découvertes récemment par la science occidentale contemporaine peuvent révéler l’importance spécifique et holistique de ce nouveau corpus de découvertes pour une orientation multisensorielle / intermodale vers la perception directe et même la connaissance directe de la nature du monde phénoménal, de l’univers

Passant spécifiquement de ces points généraux à l’examen du programme proposé d’exploration directe de la perception humaine et de l’investigation du domaine quantique, nous revenons maintenant au point central du début de cette série, la récente proposition de physiciens renommés selon laquelle l’intrication quantique et le problème de mesure devrait être deux des sujets principaux des études basées sur le niveau nouvellement découvert de perception humaine.

Comme mentionné précédemment, deux principales capacités humaines pertinentes pour la poursuite de l’investigation quantique qui semblent avoir été scientifiquement établies sont donc: a) la détection de photons uniques (SPD; Tinsley et al 2016) et b) la polarisation de photons (Ropars et al 2011; Temple et al 2015).

Il est important de noter que la recherche de pointe utilisant de nouvelles innovations technologiques ainsi que des avancées théoriques a eu recours à des photons uniques et à leur polarisation pour étudier les dimensions fondamentales de la physique quantique. Une gamme de ces dimensions fondamentales est à l’étude, et il convient de noter ici que les fondements de la physique quantique sont toujours sérieusement remis en question et explorés, en dépit du fait que beaucoup de gens, tant du grand public que de la physique, ont il y a une orthodoxie qui est relativement stable. C’est une question beaucoup plus vaste en dehors du domaine de cette série, mais le lecteur devrait le noter.

Nous nous intéressons ici brièvement à plusieurs des sujets fondamentaux de notre enquête, notamment le principe d’incertitude de Heisenberg (HUP), qui inclut la question de la mesure, et le soi-disant «problème de mesure» lui-même, associé à la compréhension de la nature du problème. fonction d’onde.

Récemment, plusieurs études utilisant des photons uniques et leur polarisation ont été menées pour tester le fameux et fondamental Principe d’incertitude de Heisenberg. En résumé, ce principe a été proposé par Werner Heisenberg dans les années 1920, au tout début de la formation de la mécanique quantique. Dérivé de la tentative de Heisenberg de donner un sens aux découvertes “anormales” dans le domaine quantique qui semblaient remettre en cause les principes classiques empiriques et logiques, Heisenberg a découvert que pour “adapter” les données réelles, il était obligé de proposer des particules subatomiques telles que des électrons. ne peut être mesuré de manière exhaustive en termes de position ou de localisation des particules et de leur quantité de mouvement. L’un ou l’autre de ceux-ci peut être mesuré avec précision à tout moment, ce qui semble être une conclusion totalement contradictoire dans le contexte de la physique classique, reposant sur la connaissance (et le reste) de la connaissance complète des lieux et des moments. de tous les objets à tout moment.

L’histoire de la physique et la prédominance de la révolution quantique bien sûr constituent désormais la base de la réalité physique dans laquelle nous vivons, et les équations de la mécanique quantique sont les plus précises et les plus exactes parmi celles découvertes ou développées dans l’histoire. Néanmoins, le HUP continue d’être remis en question dans le domaine de la physique quantique, et récemment, plusieurs expériences utilisant des photons et la polarisation ont été utilisées à cette fin. En fait, ces études ont révélé une incohérence dans la formulation originale de Heisenberg, dans laquelle il était allégué qu’il existait un problème de mesure rendant impossible la détermination du lieu et de l’élan. Selon cette interprétation originale, toute tentative de mesure à cette échelle de matière et d’énergie perturberait invariablement la position (localisation dans l’espace) ou la quantité de mouvement (mouvement dans l’espace) de la particule, car l’énergie nécessaire à la mesure modifierait ou « déstabiliser »le système. D’où l’un des principes fondamentaux de la physique quantique, l’impossibilité ultime d’une connaissance complète à l’échelle subatomique, le niveau le plus fondamental de l’univers.

La recherche récente mentionnée ci-dessus a en fait démontré que cette interprétation du système HUP n’est pas exacte. Cette interprétation était également fondée sur une confusion dans la formulation originale de Heisenberg (pour clarifier la discussion sur ce sujet, voir le lien vers les références). En termes simples, la recherche récente utilise ce que l’on appelle la «mesure faible» en utilisant des photons uniques, dont l’énergie n’est pas assez importante pour perturber le système et permet d’obtenir ce que l’on appelle des résultats expérimentaux de «non démolition». Cette procédure technique évite le problème de mesure inextricablement (mais inexactement) «imbriqué» dans le formalisme du HUP, mais la véritable «incertitude» fondamentale de tels systèmes de particules (particules d’onde) repose sur leur nature fondamentale en tant qu’ondes, et pour toutes les vagues, il existe des limites à ce que l’on peut savoir sur deux propriétés ou variables (complémentaires) ou conjugués non commutants à un moment donné, telles que la position et la quantité de mouvement; ce n’est pas un problème de mesure, mais plutôt un problème basé sur l’ensemble irréductible des propriétés de la structure des vagues.

Bien qu’il existe des limites à ce que l’on peut savoir sur les phénomènes d’ondes à un moment donné, il existe des limites à ces limites. Le HUP est lié à d’autres formes de «principes d’incertitude», souvent considérés ensemble comme une classe de phénomènes dénommés principes d’incertitude de Fourier, du nom d’une figure majeure de l’histoire des sciences et des mathématiques, Joseph Fourier (XVIIIe-XIXe siècles). Les recherches scientifiques et mathématiques ultérieures de Fourier ont montré que, lorsque deux propriétés non commutantes conjuguées, telles que la durée et la fréquence d’un signal, sont considérées simultanément, le produit n’est pas inférieur à une certaine limite mathématique.

Cependant, des recherches récentes, qui visent à nouveau à explorer les limites du fonctionnement sensoriel perceptuel de l’homme, ont montré que l’être humain était capable de dépasser les limites précédemment considérées de l’audition humaine imposées par, en l’occurrence, le principe d’incertitude de Fourier. au timing et à la fréquence du son. Des chercheurs du Laboratoire de physique mathématique de l’Université Rockefeller ont démontré que les sujets humains pouvaient surperformer – “battre” – les limitations du principe d’incertitude de Fourier par plus de dix, révélant une “acuité de synchronisation remarquable” (Oppenheim & Magnasco 2013, publié dans un journal de référence physique et biophysique, Physical Review Letters).

Et là encore dans cette étude, nous voyons qu’il existe un large éventail de performances dans le groupe de sujets humains et qu’il semble y avoir un facteur clé d’entraînement en cause, en ce que les meilleures performances ont été trouvées chez les musiciens, compositeurs, chefs ingénieurs du son. Ces professionnels seraient considérés comme appartenant à la catégorie des «performances exceptionnelles et d’experts» abordée précédemment dans la branche des neurosciences cognitives mise au point par le lauréat du prix Nobel Herbert A Simon et ses collègues, une branche de la science adaptée à l’étude de la recherche sensorielle. Des adeptes aussi bien perceptifs (Bushell 2009). Dans cette adaptation du cadre scientifique, il a été démontré que les schémas de formation à la méditation par observation semblaient surpasser tous les autres en ce qui concerne l’intensité, l’étendue et les niveaux de performance, comme indiqué dans la présente référence.

De plus, comme mentionné ci-dessus et précédemment, ces traditions adeptes poursuivent délibérément des schémas basés sur l’intégration multisensorielle, et des preuves préliminaires suggèrent fortement que cette forme de formation peut entraîner un apprentissage perceptuel intermodal, voire supramodal, ainsi que des modifications neuroplastiques avantageuses. Ainsi, l’hyperacuité temporelle et spatiale résultante peut être transférée d’une modalité à une autre, et l’hyperacuité auditive peut ainsi devenir pertinente pour la perception multimodale au niveau quantique de nombreuses manières. Dans les prochaines tranches, nous expliquerons plus en détail ce modèle de potentiel sensori-perceptuel humain en prenant en compte les recherches récentes utilisant le photon unique et la polarisation dans les recherches sur l’intrication quantique, la nature de la fonction d’onde en termes de problème de mesure, ainsi que la très récente étude extraordinaire de «l’expérience de pensée d’un ami de Wigner», qui a donné des résultats suggérant «que deux observateurs peuvent expérimenter des réalités fondamentalement différentes» en termes physiques réels.