Remerciements
Introduction
Prologue : Rien n'est réel

━Partie 1 Quantum
Chapitre 1 Lumière
Onde ou particule ? │Le triomphe complet de la théorie ondulatoire
Chapitre 2 Atomes
Théorie atomique du XIXe siècle │ Atomes d'Einstein │ Électrons │ Ions │ Rayons X │ Radioactivité │ À l'intérieur de l'atome
Chapitre 3 Lumière et atomes
À la recherche d'indices dans les corps noirs│Une révolution indésirable│Quelle est l'identité de h ?│Einstein, la lumière et la physique quantique
Chapitre 4 L'atome de Bohr
L'électron sauteur│La structure interne de l'atome d'hydrogène enfin révélée│Éléments probabilistes : le hasard de la vie│Perspectives atomiques│La chimie face aux modèles atomiques

━Partie 2 Mécanique quantique
Chapitre 5 : Photons et électrons
Particules de lumière│Dualité onde-corpuscule│Ondes électroniques│Rupture avec le passé│Principe d'exclusion de Pauli│Où regarder ensuite ?
Chapitre 6 Matrices et ondes
Découverte majeure à Heligoland │ Mathématiques quantiques │ Théorie de Schrödinger │ Retour vers le passé │ Cuisine quantique
Chapitre 7 : Cuisiner avec Quantum
Antimatière│Au cœur du noyau│Lasers et masers│L'ère microscopique│Supraconducteurs│La vie

━Partie 3 Au-delà de la mécanique quantique
Chapitre 8 Probabilités et incertitudes
La signification de l'incertitude │ L'interprétation de Copenhague │ L'expérience des fentes de Young │ Les ondes effondrées │ La règle de complémentarité
Chapitre 9 Paradoxe et probabilité
Une horloge dans une boîte│Le paradoxe EPR│Voyage dans le temps│Le temps d'Einstein│La liberté existe dans le monde│Le chat de Schrödinger│Univers participatif
Chapitre 10 : L'inégalité de Bell
Paradoxe du spin | L'énigme de la polarisation | Expérience de Bell | Démonstration | Définition de la démonstration | Confirmation et application
Chapitre 11 : Multivers
Qui observe l'observateur ? │ Deux réalités │ Au-delà de la science-fiction │ Au-delà d'Einstein │ Retour sur │ Au-delà d'Everett │ Notre monde particulier

Épilogue : Tâches inachevées
Espace-temps distordu│Symétrie effondrée│Supergravité│L'Univers est-il une fluctuation du vide ?│Inflation et Univers
Note du traducteur
Amériques
Références
Recherche

« Une fois ouvert, impossible de le refermer ! » – Isaac Asimov
« Le meilleur livre de vulgarisation de la physique avant Une brève histoire du temps de Stephen Hawking » – Spectator Book Club
« Sophistiqué et mystérieux, aussi beau que la poésie et aussi captivant qu'un roman. » — The Sunday Times
★★★★★

Le chef-d'œuvre de John Gribbin, le « meilleur auteur scientifique »
Publié en 1984, il s'agissait du premier ouvrage de vulgarisation sur la mécanique quantique et il reste une excellente introduction au sujet.

Quand on parle de « mécanique quantique », beaucoup de gens pensent probablement au « chat de Schrödinger ».
Combien de personnes sont capables de comprendre et d'expliquer véritablement le contenu de l'expérience du « chat de Schrödinger » et sa symbolique en mécanique quantique ? « À la recherche du chat de Schrödinger » est le chef-d'œuvre de John Gribbin, éminent vulgarisateur scientifique, reconnu par Nature et The Spectator, et lauréat du prix du service exceptionnel de l'Association américaine pour l'avancement des sciences pour sa contribution à la diffusion des connaissances scientifiques. Cet ouvrage classique de la mécanique quantique est un incontournable pour les lecteurs depuis sa première publication en 1984.

Dans ce livre, l'auteur montre en quoi le monde quantique diffère du monde réel à travers une entité quantique appelée « chat de Schrödinger ».
Dans le monde quantique, les « lois de la physique » que nous expérimentons au quotidien ne s'appliquent plus, et tous les événements sont déterminés par la probabilité.
En suivant le récit de John Gribbin sur le sort réservé au chat dans la boîte, nous pouvons parvenir à une nouvelle interprétation qui embrasse l'interprétation traditionnelle de la mécanique quantique tout en la transcendant, en comprenant ce que signifie un « chat mort-vivant ».


Surtout, il fait étalage généreusement de ses talents de « grand vulgarisateur scientifique » en expliquant au public ce qu'est la « mécanique quantique ».
Ce livre est une introduction assez détaillée et moyennement difficile à la mécanique quantique.
John Gribbin ne prétend pas tout expliquer, mais il nous en dit juste assez pour comprendre la mécanique quantique.
Si nous parvenons à surmonter la barrière des termes de physique qui nous sont inconnus, le monde quantique, la « réalité véritable » qui existe au-delà de notre imagination, nous attend.
La vérité cachée dans le monde quantique est plus absurde et mystérieuse que n'importe quel roman de ce monde.
Rien d'étonnant à ce que le physicien Niels Bohr ait déclaré : « Si la théorie quantique ne vous choque pas, c'est que vous ne la comprenez pas correctement. »
Le monde de la mécanique quantique est certes intimidant, mais en tournant les pages, en suivant les explications magistrales et les analogies pertinentes de John Gribbin, même si vous ne comprenez pas pleinement la mécanique quantique, vous acquerrez une solide compréhension de la façon dont la science moderne perçoit le monde.



De la naissance de la mécanique quantique à son achèvement : 100 ans d'histoire de la théorie quantique.
— L’histoire des physiciens de génie du XXe siècle qui ont ouvert la porte à la révolution quantique.

Du point de vue de la mécanique classique de Newton, qui a dominé le monde, si les positions et les vitesses de toutes les particules de l'univers sont connues, leurs avenirs sont également parfaitement déterminés par les lois du mouvement.
Cela signifie également que l'avenir de l'univers est déjà décidé.
Lorsque les scientifiques ont commencé à se rendre compte qu'il n'y avait pas de place pour le libre arbitre humain ni pour le hasard dans l'« univers déterministe » créé par la mécanique classique de Newton, ils ont commencé à s'orienter vers une nouvelle physique du XXe siècle.


La première partie, « Quantum », commence par le débat sur les théories ondulatoires et corpusculaires de la lumière, et couvre les nouvelles découvertes de la période où le concept de « quantum » a été défini grâce aux recherches de Planck, qui ont trouvé des indices dans la structure interne des atomes et des corps noirs, au modèle atomique de Bohr et aux concepts de base pour comprendre la mécanique quantique.


La deuxième partie, « Mécanique quantique », raconte l’histoire de la rupture de la communauté scientifique avec la physique classique après l’acceptation de la théorie corpusculaire de la lumière et la première proposition par de Broglie de la dualité de la matière, admettant que « toutes les particules, y compris les photons et les électrons, sont des ondes, et toutes les ondes sont des particules ».
Bien que de nombreuses recherches fussent activement menées à cette époque, la théorie quantique en 1925 était un véritable fouillis d'hypothèses diverses et de problèmes de calcul.
Cependant, après une période de grande confusion, ce n'est que quelques mois plus tard que la mécanique quantique s'est imposée comme une théorie orthodoxe de la physique, grâce à l'idée d'Heisenberg selon laquelle « seul ce qui peut être observé expérimentalement peut être un objet physique » et aux recherches de Dirac qui ont démontré que les équations de la mécanique quantique ont la même structure que les équations de la mécanique classique, permettant ainsi une description précise du mouvement des atomes.


John Gribbin, notamment dans la troisième partie, « Au-delà de la mécanique quantique », déplore le fait que, bien que le principe d’incertitude d’Heisenberg ait été dérivé des équations fondamentales de la mécanique quantique, la plupart des physiciens commencent par ce principe lorsqu’ils présentent la mécanique quantique au grand public, ne laissant ainsi aucune possibilité d’apprendre les équations fondamentales et amenant à comprendre le principe d’incertitude comme une simple « limitation de l’observation » plutôt que comme une propriété fondamentale de l’univers.
La troisième partie est consacrée à la « deuxième génération de mécaniciens quantiques », qui ont démontré leurs capacités après l'établissement des concepts et des lois fondamentaux de la mécanique quantique.
Cet article présente le paradoxe EPR, la théorie des mondes flottants de Bell et l'interprétation des mondes multiples à travers des discussions approfondies sur les attaques et les défenses contre l'interprétation de Copenhague.


Pourquoi avons-nous besoin de connaître la mécanique quantique ?
— La plus grande réussite de la science, toute la science, s'explique par la mécanique quantique !

Même ceux qui manifestent un grand intérêt et une grande affection pour la discipline académique scientifique ont tendance à se détourner du domaine de la mécanique quantique.
Cela peut s'expliquer par le fait qu'il ne s'agit pas d'une théorie dont on puisse attendre une explication évidente, comme celle des « pierres qui tombent du ciel ».
D'un point de vue quantique, il pourrait aussi exister un monde où des roches « surgissent soudainement des profondeurs ».
Même des phénomènes considérés comme impossibles selon les lois de la physique dans le monde réel peuvent se produire si la probabilité de leur occurrence n'est pas nulle.
C'est simplement que la probabilité est si faible que nous ne la rencontrons pas dans notre vie quotidienne.
La mécanique quantique nous paraît étrange car les résultats prédits par cette théorie peuvent s'écarter considérablement de notre bon sens.
Pour entrer dans le monde de la mécanique quantique, il faut donc oublier toutes les idées reçues et être prêt à « tout accepter ».


Pourquoi est-il nécessaire de se préparer mentalement et de s'efforcer de comprendre le monde quantique ? La théorie quantique est l'étude de la façon dont les particules se déplacent dans le monde microscopique.
Tout dans ce monde est composé de particules.
Il n'est donc pas exagéré de dire que la mécanique quantique n'est pas simplement une branche de la science, mais une théorie qui sous-tend toute la science moderne.
Sans la mécanique quantique, la chimie serait encore engluée dans le Moyen Âge, et des domaines comme la biologie moléculaire n'existeraient même pas.
Ceux qui comprennent la mécanique quantique peuvent faire l'expérience d'une dimension différente, où ils peuvent percevoir des choses invisibles à l'œil nu, sans pour autant s'arrêter au monde qu'ils ont vu de leurs yeux.
De même que chacun éprouve au moins une fois dans sa vie une soif de « vérité », une théorie capable de tout expliquer par un seul principe est fascinante.
La mécanique quantique est une discipline fondamentale de la société moderne qui influence non seulement la science et la technologie, mais aussi la philosophie, la littérature et l'art.
Après avoir lu ce livre, vous vous rendrez compte à quel point la science la plus aboutie peut être simple et belle.



Pourquoi À la recherche du chat de Schrödinger est le meilleur livre d'introduction
— Un récit fluide et des métaphores claires, optimisés pour la compréhension de la mécanique quantique.

Pour présenter des concepts nouveaux au public de manière conviviale, il faut savoir où les gens sont vulnérables.
John Gribbin est l'écrivain qui comprend mieux ce point de vue que quiconque.
Il a constaté que les gens avaient du mal à relier les concepts de manière organique, même s'ils comprenaient chaque concept de façon fragmentaire.
Il faut beaucoup de temps pour qu'une nouvelle théorie soit acceptée dans le milieu universitaire.
Au fil du temps, de nombreux érudits et formules émergent.
Certaines hypothèses ne sont adoptées comme théories majeures que longtemps après leur annonce, et beaucoup ne sont utilisées que comme pistes de réflexion avant d'être reléguées aux oubliettes.
L'auteur explique comment chaque concept a gagné en précision, qui a influencé qui et comment de nouvelles théories complétant les hypothèses précédentes ont été développées, dans une structure qui correspond au mieux à la compréhension de la mécanique quantique par les lecteurs.
C’est là que John Gribbin excelle en tant que rédacteur scientifique.


« La plupart des manuels présentent la mécanique quantique comme une progression étape par étape, mais les nouvelles théories et les nouvelles découvertes n’apparaissaient pas toujours à temps. »
Cependant, si je liste tout dans l'ordre de la découverte, la logique sera confuse ; je pense donc que je devrai également ajuster l'ordre dans ce livre.
La meilleure façon de procéder est de passer en revue un par un les concepts de base liés à la mécanique quantique avant de l'expliquer. » _Page 127

C'est également un écrivain qui excelle dans l'explication des concepts scientifiques à l'aide d'analogies du quotidien.
Il compare le fait que l'énergie existe par morceaux de tailles spécifiques à un distributeur automatique de billets ne distribuant de l'argent que par tranches de cinq livres, et la différence entre les fermions et les bosons à un public assis par ordre de prix, du plus cher au moins cher, lors d'un concert, et au public courant vers l'avant de la scène au son d'une chanson entraînante.
Cette analogie permet aux lecteurs n'ayant pas de solides connaissances en physique de comprendre intuitivement des concepts qui leur sont inconnus.

« Quelle est la différence entre un fermion et un boson ?… Personne ne sera satisfait de cette explication sans connaître la nature du spin, alors essayons une analogie plus réaliste. »
Il y a quelque temps, je suis allé voir une pièce de théâtre avec le comédien Spike Milligan.
Avant même que le rideau ne se lève, Milligan est monté sur scène et s'est adressé au public.
« Toutes les meilleures places sont vides. »
J'imagine que notre service de relations publiques n'a trouvé personne prêt à payer une fortune pour voir ma pièce.
« Mais ce serait dommage de les laisser vides, alors veuillez déplacer tout le monde vers les sièges de devant. » Aussitôt qu'il eut fini de parler, les sièges de première classe qui étaient vides furent instantanément remplis de spectateurs, tandis que les sièges du fond, où les billets étaient les moins chers, restèrent vides.
C’est exactement ainsi que se comportent les fermions.
Chaque siège ne peut accueillir qu'une seule personne, et les places sont attribuées séquentiellement en commençant par le siège avant. (Pages 144-145)


La mécanique quantique après 1984, complétée par la publication
Comment la science moderne comprend le monde : le pouvoir de la pensée quantique !

Trente-six ans se sont écoulés depuis la publication de À la recherche du chat de Schrödinger, mais en réalité, la mécanique quantique n'a pas beaucoup changé.
Cependant, les plus grands changements découverts entre-temps sont la découverte de la « théorie des cordes » et de la particule de Higgs.
La théorie des supercordes, apparue comme une alternative au modèle standard de la mécanique quantique, a choqué les physiciens quantiques attachés à la tradition, et le boson de Higgs, découvert à l'Organisation européenne pour la recherche nucléaire en 2012, a donné des ailes au modèle standard de la mécanique quantique.
Ces deux contenus ont été complétés par le commentaire de Park Byeong-cheol, qui a traduit cet ouvrage.

Si, après avoir lu ce livre, vous ne comprenez pas pleinement la mécanique quantique, ne vous découragez pas.
Ce n'est pas le problème du lecteur ni celui du livre, mais la nature étrange et bizarre de la discipline appelée « mécanique quantique ».

Mais je peux vous promettre deux choses avec certitude :
Premièrement, après avoir lu ce livre, vous serez capable d'expliquer précisément la situation dans laquelle le chat de Schrödinger a été placé dans la boîte. Deuxièmement, vous comprendrez comment appréhender le monde réel grâce à la pensée quantique et vous porterez un regard neuf sur le monde.