LES ATELIERS DU LKB

 
 
Initiés en septembre 2019, les Ateliers du LKB se veulent être un espace de rencontre et de débat entre physiciens, philosophes, sociologues et historiens.
Séminaire de réflexion sur la recherche en physique quantique, les Ateliers visent à présenter la diversité des questionnements que peuvent soulever les activités menées au laboratoire.
Trois axes thématiques, en particulier, sont privilégiés : épistémologie, fondements théoriques et étude des pratiques de recherche.

Ateliers à venir

 

21 octobre 2021, 17H30

Vincent Bontems and Christian de Ronde :

You can’t always get what you want. (A simondonian interpretation of quantum entanglement)

En présentiel : Amphithéâtre Charpak sur le campus Pierre-et-Marie Curie à Jussieu, le 21 octobre 2021 à 17H30
The understanding of QM is obscured by a twofold “epistemological obstacle” (Bachelard 1938) that has taken quite different and apparently opposed forms in the interpretation of the theory: substantialism and instrumentalism. While substantialism is the ontological assumption that reality is entirely composed of individuals with permanent unity and identity (Bontems & de Ronde 2011), instrumentalism is the anti-realist assumption that science is just a procedure to make predictions about measurement outcomes (‘clicks’ in detectors). Instead of searching for new concepts that would explain what QM is really talking about, the Bohrian ‘solution’ that prevailed was, on the contrary, to subvert realism by retaining classical substantialist concepts as fictions embedded in paradoxical story-tellings illustrating experimental procedures with essential gaps bridged by irrepresentable notions such as ‘quantum particles’ and ‘quantum jumps’.
 
One of the kernel notions of QM is entanglement, originally designed by Einstein as a « spooky action at a distance » to demonstrate the inconsistency of ‘quantum jumps’ in a substantialist framework. Even though entanglement, considered as a spooky philosophical notion, was completely erased from physics for half a century, during the 1990s it was included –due to its pragmatic possibilities– once again within the still orthodox contemporary Borhian narrative. After recalling the conceptual bases of a Simondonian interpretation of QM (Bontems & de Ronde 2019) – the hypothesis of preindividuality and the postulate of a realism of relations – we discuss the inconsistencies present in the orthodox definition of entanglement.
 
Our claim is that the Bohrian narrative is biased by the fact that it presupposes the existence of individuated particules, while Simondon’s realism of relations shifts the focus on preindividuality and the processes of individuation that may (or may not) generate such individuals. This allows us to sketch a realist but non-substantialist understanding of entanglement that leaves behind both the mere instrumentalist reference to measurement outcomes and substantialism: “You can’t always get what you want… but why did you want particles in the first place?”

Ateliers passés

 

   

 

Giacomo Mauro D’Ariano

 

10/06/2021

No purification ontology, no quantum paradoxes

It is almost universally believed that in quantum theory the two following statements hold: 1) all transformations are achieved by a unitary interaction followed by a von Neumann measurement; 2) all mixed states are marginals of pure entangled states. I name this doctrine the dogma of purification ontology. The source of the dogma is the original von Neumann axiomatisation of the theory, which largely relies on the Schroedinger equation as a postulate, which holds in a nonrelativistic context, and whose operator version holds only in free quantum field theory, but no longer in the interacting theory. In the present paper I prove that both ontologies of unitarity and state purity are unfalsifiable, even in principle, and therefore axiomatically spurious. I propose instead a minimal four-postulate axiomatisation:

1) associate a Hilbert space HA to each system A;

2) compose two systems by the tensor product rule HAB = HAxHB;

3) associate a transformation from system A to B to a quantum operation, i.e. to a completely positive trace-non-increasing map between the trace-class operators of A and B;

4) (Born rule) evaluate all joint probabilities through that of a special type of quantum operation: the state preparation. I then conclude that quantum paradoxes-such as the Schroedinger-cat’s, and, most relevantly, the information paradox-are originated only by the dogma of purification ontology, and they are no longer paradoxes of the theory in the minimal formulation. For the same reason, most interpretations of the theory (e.g. many-world, relational, Darwinism, transactional, von Neumann-Wigner, time-symmetric, …) interpret the same dogma, not the strict theory stripped of the spurious postulates.

Fabien Grégis

 

08/04/2021

Approches fréquentistes et bayésiennes dans l’analyse des incertitudes de mesure : principes conceptuels et enjeux épistémologiques

«Plusieurs siècles après les débuts de la théorie mathématique des erreurs, il n’y a pas encore aujourd’hui de consensus parfaitement clair quant au calcul et à l’interprétation des incertitudes de mesure. Ma présentation visera à exposer les fondements conceptuels et épistémologiques d’un débat récent sur les fondements statistiques de l’analyse d’incertitude en métrologie. Confrontés à un problème concret, touchant au traitement probabiliste des erreurs systématiques, métrologues et statisticiens ont saisi l’opportunité d’un regain général d’intérêt envers les statistiques bayésiennes pour proposer une nouvelle conception de l’incertitude de mesure qui remet en question la tradition fréquentiste, jusque là dominante durant le 20e siècle. Je chercherai à expliquer d’une part les raisons pour lesquelles les métrologues en sont venus à proposer une alternative bayésienne, et à décrire d’autre part l’entremêlement des enjeux à la fois pratiques et épistémologiques de ce tournant, qui engage en particulier une réflexion sur la subjectivité de l’activité de mesure et amène à reconsidérer l’interprétation du concept d’incertitude de mesure dans les sciences expérimentales.»

Caslav BRUKNER

 

18/03/2021

On the persistent reality of the observer’s perception

« The discussion about the quantum mechanical thought experiment « Wigner’s friend » has recently gained renewed intensity. The original thought experiment involved the « observation of an observer », in which the friend not only observes a physical system, but is simultaneously the object of another observation by Wigner. Recent theoretical results and experimental tests of extended Wigner-friend scenarios suggest that treating observational knowledge of other agents as if it were one’s own can be problematic in quantum mechanics. In short, « facts are only relative to observers ». In my talk, I will review these findings before arguing that a single agent’s knowledge over time can have even more counterintuitive consequences: when making predictions about one’s observations at two different points in time, it may be untenable in quantum mechanics to treat a single agent’s knowledge acquired in the past as if it were still present.»

 

Antoine Tilloy
(MPQ)

18/06/2020

Les modifications non-linéaires de la mécanique quantique

Les postulats de la mécanique quantique sont étranges : ils disent à la fois ce qu’est la dynamique du monde, avec l’équation de Schrödinger, et ce que l’on peut en observer, avec le postulat de la mesure. A priori, dans une théorie plus standard, le second postulat devrait être une conséquence mathématique du premier, et non une hypothèse indépendante. Si la décohérence permet de comprendre pourquoi les deux postulats n’entrent pas en conflit en pratique, elle ne permet pas de réduire le second au premier : c’est le problème de la mesure. Vers la fin des années 1980, des théoriciens ont cherché à réduire cette bizarrerie à l’aide de petites modifications non-linéaires et stochastiques de l’équation de Schrödinger. Au prix d’infinitésimales déviations au prédictions usuelles, ces dernières permettent de réduire le postulat de la mesure à la dynamique de la fonction d’onde. Dans cette approche, l’effondrement de la fonction d’onde est objectif, et prédit par la dynamique. Mon objectif sera de présenter l’idée générale de ces modifications, d’expliquer leurs contraintes théoriques et leurs conséquences expérimentales. J’essaierai de mettre en avant un point contre-intuitif et je crois peu connu : le contenu empirique de ces modifications reste reproductible par une dynamique purement linéaire, et en ce sens elles ne changent pas tant les prédictions de la théorie quantique au sens large que celle de son instanciation actuelle où le Hamiltonien est celui du Modèle Standard.

Pierre Verschueren
(UFC)

14/05/2020

Jeunes-Turcs et Mandarins : le doctorat ès sciences physiques et les transformations du métier de physicien (1945-1968)

Le visage des sciences physiques change profondément après 1944 : elles sont les premières disciplines confrontées à la massification exponentielle du système d’enseignement supérieur et de recherche, ce qui se traduit par une recomposition des rapports entre leurs acteurs et leurs institutions, ainsi que par une transformation de ce qui fait leur métier. En prenant comme point d’observation les doctorats ès sciences physiques soutenus devant la faculté des sciences de Paris, en particulier la composition des jurys et le contenu des rapports, il s’agit d’étudier la transformation des normes qui structurent et conditionnent l’entrée dans les carrières de l’enseignement supérieur et de la recherche ; l’hypothèse discutée est que s’opère alors un basculement, la sortie d’un monde professionnel tourné vers l’idéal du savant et l’entrée dans un autre monde, organisé autour de l’idéal du chercheur.

Vincent Ardourel
(CNRS – IHPST)

16/04/2020

Les idéalisations infinies en mécanique statistique

Nous nous intéresserons ici au problème des idéalisations infinies en mécanique statistique, un problème discuté en philosophie des sciences depuis quelques années. Ce problème apparaît avec le recours indispensable à certaines hypothèses que l’on sait pourtant fausses dans le but d’expliquer certains phénomènes physiques. Les débats se concentrent principalement autour de la limite thermodynamique. Il est en effet généralement admis que celle-ci est nécessaire pour expliquer les phénomènes de transitions de phase en physique statistique. J’expliciterai en quoi cela est un problème pour la réduction de la thermodynamique à la physique statistique et quelles sont les tentatives proposées pour résoudre ce problème.

Michel Bitbol
(ENS – Archives Husserl)

20/02/2020

La physique quantique à la première personne du singulier du temps présent

Le QBism (Quantum Bayesianism) repose sur une interprétation subjectiviste des probabilités. Mais, au-delà de cette simple option interprétative, le QBism opère un changement sans précédent du sens et du statut de la théorie physique. Dans le QBism, les symboles de la théorie, comme par exemple  l’état quantique, ne font plus du tout référence à d’hypothétiques microsystèmes. Ils dénotent un instrument de calcul des probabilités de résultats expérimentaux, valant pour chaque agent particulier. Ici, l’agent est à la fois l’origine (i) de l’évaluation probabiliste et (ii) de l’intervention qui suscite les résultats dont il estime les probabilités.
On développera à partir de là l’idée d’une physique en première personne, d’une physique valant pour le physicien qui cherche à prédire les phénomènes qu’il co-produit par son action. Et on l’opposera à une physique en troisième personne, une physique visant à décrire des objets et des processus se produisant d’eux-mêmes, indépendamment des physiciens qui les étudient. Une bonne raison d’opter pour une physique en première personne est l’immense simplification que cela occasionne dans l’élucidation des « paradoxes » quantiques.

Vincent Bontems
(CEA – LARSIM)

24/10/2019

De quoi l’innovation est-elle le nom ?

Le mot « innovation » a envahi les discours au point de devenir l’horizon contemporain des activités de recherche. Il désigne désormais l’objectif prioritaire, sinon exclusif, du travail des chercheurs. Mais à quoi correspond-il ? En revenant à ses origines politiques lointaines, puis aux disciplines (sociologie et économie) qui en ont élaboré un usage réglé, et enfin à l’évolution des différents modèles de la « chaîne de l’innovation », on esquissera une généalogie du terme. Celle-ci ne révélera pas nécessairement la vérité du concept mais éclairera les enjeux actuels.

Alexei Grinbaum
(CEA – LARSIM)

25/09/2019

Quantum Foundations in the XXI Century

What’s new since Bell inequalities? Are we still debating the interpretations of quantum mechanics? Can one teach physics today without using Popescu-Rohrlich boxes? I’ll describe several new research directions, including postquantum correlations, quantum contextuality, and indefinite causal orders.