TLDR : beaucoup de mots pour dire que je n'ai la réponse à aucune des questions posées
En ce qui concerne la physique et le fait de savoir si elle permet une indétermination, nos connaissances actuelles sur le sujet sont assez déroutantes.
La physique microscopique, la Physique Quantique, est parfaitement déterministe. Elle décrit le monde sous forme de «
fonctions d'ondes» dont l'évolution est décrite par l'
équation de Schrödinger, équation entièrement déterministe.
La physique macroscopique, la Relativité Générale, est aussi parfaitement déterministe. En première approximation elle est très bien représentée par la mécanique de Newton qui permet de calculer exactement l'évolution d'un objet en en connaissant les conditions initiales.
On peut y décrire des systèmes chaotiques, mais même dans ce cas, l'aspect indéterministe ne vient que d'une carence de nos connaissances de l'état initial.
Ce qui pose problème, c'est le passage du microscopique au macroscopique.
Quand on mesure un système microscopique, c'est à dire quand on lui impose d'avoir des effets à l'échelle macroscopique, il se produit un choix parmi les différents états décrit par la fonction d'onde du système, et ce choix est aléatoire. Comme l'a souligné spin-up, les
inégalités de Bell (validées par l'
expérience d'Aspect dérivée du
paradoxe EPR) montrent que cet aléa
n'est pas une méconnaissance de l'état initial du système : elles restent vraies quelque soit notre connaissance de l'état initial. En d'autre termes, il n'existe pas de variables cachés locales qui permettraient d'expliquer l'expérience, et on n'a pas aujourd'hui de théorie à variables cachés non locales qui tienne la route (ce qui s'en rapprocherait le plus c'est les
champs morphiques de Sheldrake, mais pour l'instant ce ne sont que pures spéculations sans aucune consistance
(à mon humble avis, Rupert Sheldrake serait bien inspiré d'écrire une théorie avant d'en faire la vulgarisation).)
Quand on passe du microscopique au macroscopique, l'aspect aléatoire est donc incontournable.
C'est à ce niveau qu'il existe (peut-être?) un indéterminisme.
Et c'est un niveau très mal connu (le niveau
mésoscopique) : les équations de la Physique Quantique ne s'appliquent pas seulement aux particules élémentaires. Elle décrivent les atomes, qui sont tout sauf élémentaires, et on a même fait des
interférences avec des molécules de plus de 100 atomes. Il n'est pas du tout clair de dire à quelle échelle on peut passer de la physique microscopique à la physique macroscopique.
C'est aussi un niveau très riche : c'est celui des mécanismes intracellulaires et des nanomachines.
Dans le monde de tous les jours les effets quantiques sont masqués par le fait qu'on manipule des objets constitués de milliard de milliards de milliards d'atomes, et qu'on ne voit que la moyenne de leur comportements individuels*.
Mais il y a le cas des systèmes chaotiques. Si un système est suffisamment dépendant des conditions initiales, il devient possible qu'une perturbation aussi petite qu'
une seule réduction de paquet d'onde influe de façon visible l'objet. On peut alors avoir un objet qui apparaît comme purement aléatoire. Par exemple, ça pourrait être le cas de la forme détaillée des nuages. Les équations de la mécaniques des fluides sont suffisamment chaotiques pour ça, surtout si on y ajoute le fait qu'une molécule d'eau aura plus de chance de se condenser s'il y a déjà une goutte d'eau, ce qui amplifie les comportements individuels des molécules.
En ce qui concerne le cerveau, il a effectivement
des aspects chaotiques. Il est faux de croire qu'un système chaotique est forcément instable. Au contraire, beaucoup de systèmes chaotiques sont
plus stables que des systèmes linéaires, parce qu'ils ont la faculté d'effacer certaines perturbations. (par exemple des dunes de sable : si on les perturbe et qu'on attend, elles reprendront le même aspect : même forme et même répartition des dunes, même si ce ne sont pas les mêmes dunes) alors que pour un système non chaotique (et non dissipatif) une perturbation initiale ne disparaîtra jamais. Un système chaotique pourra absorber une grosse perturbation et reprendre la même forme (le même attracteur étrange) ce que ne pourra pas faire un système non chaotique.
La question est de savoir si tout ça peut se relier : l'aspect chaotique du cerveau se prolonge-t-il jusqu'à l'échelle quantique ? Est-ce que ça permet le libre arbitre ? Voire la conscience ?
A mon avis, la science actuelle apporte à ces question une réponse claire, bien tranchée et bien documentée :
« on n'en sait fichtrement rien. »
Mais c'est l'objet de nombreuses recherches, assez difficiles parce qu'elles sont interdisciplinaires, mais qui avancent à grands pas et un jour peut-être ...
* C'est une simplification de limiter la Physique Quantique à l'échelle microscopique : il existe des phénomènes quantique macroscopiques, comme les lasers, les supraconducteurs et les superfluides ; et il existe maintes manifestations indirectes, comme la chimie qui découle de la classification de Mendeleiev qui découle des niveaux d'énergie des électrons qui découlent de la Physique Quantique.
C'est ce qu'on peut ou ne peut pas faire (tout en les ressentant, nos « besoins ») qui détermine notre degré de liberté! As-tu la possibilité de ne pas gratter ton nez même s'il te pique? As-tu la possibilité de faire quelque chose qui va à l'encontre de ce que tu ressens? Et jusqu'à quel point? Pendant combien de temps, etc.
