The Oxford Handbook of the History of Quantum Interpretations

La mécanique quantique (MQ) a été entourée d’une discussion très animée concernant sa signification physique et conceptuelle, sa structure mathématique et ses conséquences depuis sa création dans les années 1920. Les scientifiques du passé et du présent se sont posé des questions telles que « Est-ce une théorie complète, ou a-t-elle besoin d’être complétée par des hypothèses supplémentaires pour être pleinement satisfaisante ? », « Devrions-nous la considérer comme révélant quelque chose sur l’ontologie du monde, ou joue-t-elle plutôt le rôle d’un outil pour produire des prédictions précises ? », « Faut-il comprendre l’intrication comme découvrant la non-localité dans le monde, ou notre compréhension des dépendances probabilistes doit-elle être actualisée ? », « Quelle est la meilleure interprétation de la théorie ? ».

Toutes ces questions, et bien d’autres encore, sont abordées dans les 1296 pages du nouveau The Oxford Handbook of the History of Quantum Interpretations, sous la direction de Olival Freire Jr. et des co-éditeurs, qui comprend 51 chapitres répartis en cinq parties thématiques. Le cadre du livre est éminemment historique, mettant en lumière la voix des acteurs originaux et le contenu des sources produites aux moments clés pour la question posée, avec le soutien d’une analyse historique sérieuse et d’une profondeur interprétative lorsque le sujet l’exige.

La Partie I pose la prémisse du manuel, selon laquelle la MQ, contrairement à la plupart des autres théories physiques actuelles, est caractérisée par une complexité structurelle qui exige un engagement conceptuel sans précédent de la part de la communauté, conduisant à la nécessité d’adopter un point de vue interprétatif spécifique sur certains problèmes.

La Partie II parcourt progressivement les étapes du développement de la théorie, depuis l’hypothèse quantique initiale de Max Planck, la formalisation de la théorie par Erwin Schrödinger et Werner Heisenberg, le débat entourant les statistiques quantiques, les prédictions probabilistes étranges de la théorie, et les questions et doutes soulevés par Albert Einstein. Les articles de cette section portent également sur des problèmes plus récents, tels que la formulation du théorème de John Bell et les confirmations expérimentales ultérieures des prédictions quantiques, réalisées au cours des décennies suivantes. D’autres articles se concentrent sur l’analyse mathématique de la théorie et ses reconstructions, la naissance de l’information quantique et le développement de la décohérence.

La Partie III approfondit des questions peut-être moins explorées par les communautés scientifiques et philosophiques, telles que les lieux, les centres de recherche, les revues et les contextes géopolitiques qui ont joué un rôle important dans la diffusion et la fructification de la théorie dans le monde. Celles-ci ont à leur tour influencé la manière dont la MQ a été comprise et développée tout au long de la première moitié du siècle, jusqu’à la fin des années 1970. Les chapitres sur la vision historique de Copenhague à l’époque où Bohr a fondé un institut de recherche accueillant des chercheurs internationaux et favorisant un véritable échange académique, les explorations de la réception de la MQ en Italie, en Union soviétique et au Japon, et le rôle de la revue Epistemological Letters pour l’échange philosophique sur les fondements quantiques sont particulièrement intéressants.

La Partie IV est dédiée à des questions historiques et conceptuelles plus spécifiques légèrement en dehors du champ des discussions classiques. Des exemples incluent la relation entre des points de vue influents en philosophie des sciences et le développement effectif de la MQ, la formulation de la « thèse de Forman » par Paul Forman, sa signification et sa réception. Et encore, la « naissance » de la physique classique, conçue comme un ensemble de théories caractérisées par des hypothèses mathématiques et conceptuelles qui se sont démarquées uniquement dans leur comparaison avec la mécanique quantique, et leur importance dans la compréhension de la MQ elle-même.

La Partie V plonge enfin dans le débat bien connu, animé et conceptuellement profond sur les interprétations quantiques. Chaque chapitre présente et contextualise l’une des interprétations ou des points de vue de la théorie, donnant au lecteur une idée claire de ce qu’elles sont et de ce que représentent leurs principales caractéristiques. Certains chapitres sont consacrés à la célèbre Interprétation des Mondes Multiples, aux variables cachées et à la mécanique de Bohm, aux visions de l’effondrement spontané, aux histoires consistantes, à l’interprétation de l’ensemble, et aux visions stochastiques. En parallèle, on trouve également des essais sur la MQ relationnelle plus récente, l’interprétation modale, le bayésianisme quantique, ainsi que sur des points de vue nouveaux et moins connus tels que l’interprétation ontologique relationnelle basée sur le réalisme agentique, et l’interprétation des non-individus, basée sur une vision spécifique des fondements métaphysiques de la MQ.

Ce manuel est un travail collectif rendu possible par une liste remarquable de soixante auteurs, dont sept sont des femmes, qui offrent une présentation claire et riche du sujet en question sans pour autant abandonner leurs voix et styles individuels. Généralement, lorsque le point de vue personnel de l’auteur est exprimé sur la page, cela se fait de manière évidente, ce qui aide le lecteur à ne pas confondre la présentation neutre d’un sujet, appropriée pour un travail encyclopédique, avec la perspective personnelle sur un sujet, plus couramment trouvée dans les articles de recherche. Pour ces raisons, ce volume convient aussi bien comme guide pour le lecteur désireux d’acquérir une compréhension raisonnablement approfondie de l’histoire de la MQ et de ses problèmes conceptuels environnants, que pour le chercheur avancé à la recherche d’un point de vue informé et novateur sur des aspects plus spécifiques et moins explorés de ce siècle foisonnant en MQ.

F. T.

Quantum mechanics (QM) has been surrounded by a very lively discussion about its physical and conceptual meaning, its mathematical structure and its consequences since its establishment in the 1920s. Scientists of the past and the present have asked questions like “is it a complete theory, or does it need to be complemented by additional assumptions in order to be fully satisfactory?”, “should we see it as revealing something about the ontology of the world, or does it rather play the role of a tool for producing accurate predictions?”, “is entanglement to be understood as uncovering nonlocality in the world, or does our understanding of probabilistic dependencies need to be updated?”, “what is the best interpretation of the theory?”.

All of these and many more questions are addressed in the 1296 pages of the new The Oxford Handbook of the History of Quantum Interpretations, curated by Olival Freire Jr and co-editors, which comprises 51 chapters divided into five thematic parts. The framework for the book is eminently historical, putting under the limelight the voice of the original players and the content of the sources produced at the key times for the question at hand, with the support of a serious historical analysis, and interpretational depth when the topic requires it.

Part I sets up the premise of the handbook, which is that QM, unlikely most other current physical theories, is characterised by a structural complexity that demands unparalleled conceptual engagement by the community, leading to the need to endorse a specific interpretational viewpoint on some issues.

Part II progressively walks the steps of the development of the theory, from the original quantum hypothesis by Max Planck, the formalisation of the theory by Erwin Schrödinger and Werner Heisenberg, the debate surrounding quantum statistics, the odd probabilistic predictions of the theory and the questions and doubts raised by Albert Einstein. The articles in this section extend also to more recent issues, such as John Bell’s formulation of his theorem and the subsequent experimental confirmations of the quantum predictions, which were achieved in the following decades. Further articles focus on the theory’s mathematical analysis and reconstructions, the birth of quantum information, and the development of decoherence.

Part III delves more into issues that are perhaps less explored by the scientific and philosophical communities, such as the locations, research centres, journals and geopolitical contexts that played a relevant role for the diffusion and fruition of the theory around the world. These influenced in turn how QM was understood and further developed throughout the first half of the century, up until the late 1970s. Particularly interesting are the chapters on the historical view of Copenhagen at the time in which Bohr founded a research institute hosting international researchers and fostering a real academic exchange, the explorations of the reception of QM in Italy, the Soviet Union, and Japan, and the role of the journal Epistemological Letters for the philosophical exchange on quantum foundations.

Part IV is dedicated to more niche historical and conceptual issues slightly outside the scope of the mainstream discussions. Examples are the relation between influential views in the philosophy of science and the actual development of QM, the formulation of the “Forman thesis” by Paul Forman, its significance and reception. Again, the birth, at the same time of quantum physics, of classical physics intended as a set of theories characterised by mathematical and conceptual assumptions that stood out only in their comparison with QM, and their significance in the understanding of QM itself.

Part V delves finally into the well-known, heated and conceptually deep debate over the quantum interpretations. Each chapter introduces and contextualises one of the interpretations or views of the theory, providing the reader with a clear idea of what these are and what their main features amount to. Some chapters are dedicated to the well-known Many Worlds Interpretation, hidden variables and Bohmian mechanics, the spontaneous collapse views, consistent histories, the ensemble interpretation, and the stochastic views. Alongside these, we find moreover essays on the more recent relational QM, the modal interpretation, quantum Bayesianism, as well as on new and not as well-known views such as the relational ontology interpretation based on agential realism, and the non-individuals interpretation, based on a specific view of QM’s metaphysical foundations. 

This handbook is a collective work made possible by an outstanding list of sixty authors, seven of whom are women, who provide a clear and rich presentation of the topic at hand without relinquishing their individual voices and styles. Generally, when the personal viewpoint of the author is expressed on the page, this is done in an evident way, which helps the reader not to confuse the neutral presentation of a topic, appropriate for an encyclopaedic work, with the personal perspective on a subject, more commonly found in research papers. For these reasons, this volume is suitable both as a roadmap for the reader interested in getting a reasonably deep understanding of the history of QM and of its surrounding conceptual issues, as well as for the advanced researcher looking for an informed and state-of-the-art point of view on more fine-grained and less explored aspects of this rich century of the life of quantum mechanics.

F. T.