quantique pourrait s’avérer extrêmement complexe – ne devrait-on pas chercher à comprendre le passage de l’évolution unitaire (4) à l’évolution non-unitaire (6) en des termes physiques, plutôt que de simplement les postuler ?

Citons, de nouveau Bell, qui exprime ces idées avec une clarté intellectuelle sans égale : « Il semblerait que la théorie soit exclusivement concernée par les ‘résultats de mesure’ et n’ait rien à dire sur autre chose. Qu’est-ce qui qualifie exactement certains systèmes physiques à jouer le rôle de ‘mesureur’ ? La fonction d’onde de l’univers a-t-elle attendu pendant des milliards d’années avant qu’une créature unicellulaire n’apparaisse ? Ou a-t-elle dû attendre un peu plus longtemps, pour un système un peu mieux qualifié... titulaire d’un doctorat ? Si la théorie doit s’ap-pliquer à autre chose que des opérations de laboratoire hautement idéalisées, ne sommes-nous pas obligés d’admettre que des processus plus ou moins ’semblables à des mesures’ se produisent plus ou moins tout le temps, plus ou moins partout ? N’avons-nous pas alors des sauts [de la fonction d’onde] tout le temps ? »

Ces considérations, à l’instar du paradoxe EPR, soulèvent une nouvelle difficulté conceptuelle, désormais connue sous le nom de problème de la mesure. Pour mieux en comprendre la nature, examinons plus en détail le processus de mesure, en considérant un système quantique S décrit par un vecteur d’état du type (1). Réécrivons cet état en négligeant la dépendance temporelle, qui n’est pas essen-tielle ici :

(13)

Nous introduisons ensuite un appareil de mesure M conçu spécifiquement pour sa capacité à mesurer la grandeur A, et que nous traitons, cette fois, également dans le cadre de la mécanique quantique. Comme tout système quantique, l’ap-pareil M est décrit par un vecteur d’état |M0⟩, représentant son état initial, neutre. Juste avant la mesure, le système composé S + M est donc décrit par le vecteur d’état |Φi⟩ = |Ψ⟩ ⊗ |M0⟩. L’interaction entre les deux systèmes conduit le système composé de l’état |Φi⟩ vers l’état |Φc⟩ – avec c pour corrélé – défini comme suit :

(14)

L’état |Φc⟩ décrit l’existence de corrélations – même une intrication, analogue à celle rencontrée dans le cadre du paradoxe EPR – entre les états propres {|an⟩} de l’opé-rateur  et les états correspondants {|Mn⟩} de l’appareil de mesure M. Toutefois, si l’on suit le formalisme de la mécanique quantique, l’expression (14) doit être com-prise comme une superposition d’états macroscopiques{|Mn⟩} de l’appareil de mesure.

Pour souligner la difficulté, Schrödinger a proposé d’illustrer cette situation par le célèbre paradoxe du chat47. Dans cette expérience de pensée, l’appareil de mesure, macroscopique, est remplacé par un chat, également macroscopique. Un système quantique, dans une superposition de deux états |v⟩ et |m⟩ , est couplé à un méca-nisme qui, en fonction de l’état de ce système, déclenche ou non la libération d’un poison contenu dans une fiole. Cela détermine alors le sort du chat : s’il vit ou s’il meurt. Formellement, selon l’évolution unitaire postulée par la mécanique quantique, le système est décrit par l’état corrélé suivant, analogue à (14) :

|Φc⟩ = α|v⟩ ⊗ |chat vivant⟩ + β|m⟩ ⊗ |chat mort⟩(15)

qui correspond à une superposition des états |chat vivant⟩ et |chat mort⟩48. Naturellement, dans la réalité, cette superposition n’a aucun sens ; on observe un état bien défini du chat49 : |chat vivant⟩ ou bien |chat mort⟩. Dans le cadre du processus de mesure que nous avons décrit précédemment, l’état bien défini du chat correspond à un état bien défini |Mk⟩ de l’appareil de mesure49 :

.(16)