Prologue Tout est fait d'atomes 7

Partie 1
Chapitre 1 : Une journée dans la vie de la mécanique quantique 21
Chapitre 2 : Le cœur de la mécanique quantique : la superposition quantique 27
Chapitre 3 : Qui a tué le chat de Schrödinger ? 43
Chapitre 4 : Le problème, ce ne sont pas les atomes, ce sont les humains ! 57
Chapitre 5 : Le bond le plus extraordinaire de l'histoire des sciences 83
Chapitre 6 : La théorie décide ! 101
Chapitre 7 Dieu lance les dés 117
Chapitre 8 : L’incertitude du principe d’incertitude ? 133
Chapitre 9 : Le paradoxe EPR et l'intrication quantique 145

Partie 2
Chapitre 10 : Un monde sans mécanique quantique 161
Chapitre 11 : Il n’y a pas de chaos en mécanique quantique 179
Chapitre 12 : L’ordinateur quantique le plus puissant au monde 195
Chapitre 13 : L’interprétation des mondes multiples : Le multivers quantique 209
Chapitre 14 : Le saut quantique de la vie 219
Chapitre 15 : Du bit à l’être : L’it à partir du bit 229

Épilogue Manuel d'utilisation de la mécanique quantique 250
Remerciements 265

Lecture complémentaire : Le Guide du voyageur galactique dans le monde quantique 269
Glossaire de mécanique quantique 279
Plus tard, Zhou 291
Recherche 304

Ce livre est un chef-d'œuvre créé en rassemblant et en développant des épisodes de « Fais semblant de connaître la mécanique quantique ! », une série publiée dans [Science Dong-A] et adorée des lecteurs scientifiques.
Ce livre illustre de façon spectaculaire le style unique de l'auteur, qui lui a valu une confiance publique écrasante en expliquant progressivement des concepts difficiles grâce à des définitions précises et des analogies humoristiques.
De plus, nous avons audacieusement levé les barrières à l'entrée dans le domaine de la mécanique quantique grâce à la pièce de théâtre virtuelle « Une journée dans la vie de la mécanique quantique », qui stimule l'intérêt et la curiosité.
En suivant l'histoire fascinante de physiciens qui ont tenté d'expliquer des phénomènes incompréhensibles pendant plus d'un siècle, vous acquerrez naturellement la capacité de penser de manière quantique.

Les annexes nouvellement ajoutées, « Guide de l'utilisateur de la mécanique quantique » et « Guide du voyageur galactique dans le monde quantique », offrent aux lecteurs des possibilités de révision et d'application, ainsi que des conseils pour approfondir leurs études de mécanique quantique.
De plus, le célèbre illustrateur Rabbit Thief a participé au processus de publication, présentant pour chaque chapitre des illustrations sensuelles et profondes dans le style Art déco du début du XXe siècle, plongeant naturellement les lecteurs dans l'histoire de la mécanique quantique.
En ajoutant des documents vivants tels que des photos commémoratives de la conférence Solvay, les armoiries royales de Niels Bohr et ses derniers gribouillis au tableau noir, ainsi que des illustrations qui transmettent efficacement des concepts méconnus tels que la photosynthèse quantique et le moteur d'information de Szilard, le livre a transformé un contenu difficile en un contenu accessible au lecteur.

Le professeur Kim Sang-wook a obtenu ses diplômes de licence, de maîtrise et de doctorat en physique à KAIST.
Il a obtenu son doctorat sous la direction du professeur Hae-Woong Lee, actuellement le plus éminent scientifique en information quantique en Corée, et s'est spécialisé en mécanique quantique et en physique de l'information, publiant plus de 60 articles dans des revues SCI.
Il a travaillé à l'Université des sciences et technologies de Pohang, à KAIST, à l'Institut Max Planck en Allemagne et à l'Université nationale de Séoul, et il est actuellement professeur au Département de didactique de la physique de l'Université nationale de Pusan.
Il a été professeur invité à l'Université de Tokyo et à l'Université d'Innsbruck.
Il communique activement avec le public par le biais d'écrits scientifiques, des médias et de la radiodiffusion, et est qualifié de « physicien philosophe ».

Le présentateur Kim Je-dong, qui a rencontré l'auteur lors de son passage en tant que panéliste dans l'émission « Kim Je-dong's Talk to You » sur JTBC, affirme également que même si la mécanique quantique est difficile, « le livre du professeur Kim Sang-wook est intéressant ».
En matière d'études quantiques, la plupart des gens ne sont pas différents de Kim Je-dong.
Dans ce livre, l'auteur parle avec franchise et honnêteté, du début à la fin, de la difficulté de la mécanique quantique.
Mais en même temps, cela fait prendre conscience au lecteur qu'il s'agit de l'étude la plus précise, la plus belle et la plus profonde au monde.
J'espère que vous vivrez un « saut quantique » difficile mais compréhensible, contre-intuitif mais révélateur.

L'ouvrage de référence sur la mécanique quantique.
Lee Hae-woong (Professeur, UNIST)

Ce qui rend les choses absurdes, c'est qu'elles sont drôles et divertissantes.
La mécanique quantique est donc difficile mais amusante.
Le rire est une question de mécanique quantique.
— Kim Je-dong (animateur)

Aujourd'hui, la mécanique quantique n'est plus derrière un mur épais et haut, mais juste à côté d'une clôture que je peux toucher et retourner !
Lee Jeong-mo (directeur du Musée métropolitain des sciences de Séoul)

Le guide ultime du voyageur auto-stoppeur à travers la galaxie de la mécanique quantique.
— Lee Kwon-woo (critique littéraire)

Une expérience culinaire équilibrée et judicieuse qui vous permet de découvrir le monde de la mécanique quantique.
— Lee Myeong-hyeon (astronome)

Vous avez Feynman, n'est-ce pas ? Nous avons Kim Sang-wook !
―Kang Yang-gu (journaliste scientifique)

Avec le professeur Sangwook Kim, l'un des plus grands communicateurs scientifiques de Corée
Une étude quantique sensuelle et humoristique

Une chose est claire.
Pour comprendre tout ce qui se passe dans le monde, nous devons comprendre les atomes qui le composent.
La science qui explique les phénomènes se produisant dans le monde atomique est la mécanique quantique, sujet de ce livre.
À ce stade, vous pourriez être curieux de connaître la mécanique quantique.

Ce livre est principalement composé de deux histoires.
La première partie est passionnante, avec les « Avengers » de la physique, dont Niels Bohr, Albert Einstein, Werner Heisenberg et Erwin Schrödinger, confrontés aux étranges phénomènes du monde atomique, et la seconde partie raconte l'histoire de l'avenir de la mécanique quantique, qui offre des possibilités infinies telles que les ordinateurs quantiques et la biologie quantique.

Le chapitre 1, « Une journée en mécanique quantique », qui ouvre la première partie, est une fiction virtuelle spécialement créée par l'auteur pour aider à détendre les lecteurs qui débutent dans l'étude de la mécanique quantique.
Un monde totalement incompréhensible se dévoile, avec ses trains quantiques, ses nouilles pelmeni et ses cafés à bosons.
Cependant, si vous terminez toutes vos études de mécanique quantique et que vous regardez à nouveau cette série, vous découvrirez un nouveau genre de plaisir que seuls ceux qui « connaissent un peu la mécanique quantique » peuvent ressentir.
L'auteur propose aux lecteurs un guide pour comprendre la mécanique quantique.
Le chapitre 2, « Le cœur de la mécanique quantique, la superposition quantique », explique le concept fondamental de la mécanique quantique, la « superposition », et oblige vraiment les lecteurs à se creuser la tête.
La superposition est le premier obstacle à franchir pour étudier la physique quantique, car il s'agit d'un concept fondamental qui a permis de créer le qubit, l'unité de base du traitement de l'information dans les ordinateurs quantiques actuels.
Dans le chapitre 3, « Qui a tué le chat de Schrödinger ? », vous pouvez découvrir le mystère de la superposition à travers le paradoxe du chat de Schrödinger, que tout le monde tient pour acquis mais qui est en réalité peu connu, et une étrange expérience de pensée que même Stephen Hawking a renoncé à résoudre.

Finalement, les physiciens ont décidé d'abandonner l'intuition au profit de la mécanique quantique.
(Chapitre 4, « Le problème n’est pas les atomes, mais les humains ») Aujourd’hui, l’interprétation courante de la mécanique quantique est devenue que les particules sautent sans processus intermédiaire (Chapitre 5, « Le saut le plus étrange de l’histoire des sciences ») et n’existent pas avant l’observation.
(Chapitre 6 « La théorie décide ! ») C’est ce qu’on appelle l’interprétation de Copenhague, et un grand débat s’ensuivit entre ceux qui étaient d’accord avec elle, comme Bohr et Heisenberg, et ceux qui étaient d’accord avec Einstein et Schrödinger.
Voici le débat Solvay.
Einstein a notamment rejeté catégoriquement l'interprétation probabiliste alors extrême selon laquelle l'essence de l'existence est une fonction de distribution de probabilité et qu'elle ne peut exister que lorsqu'elle est observée selon ses règles.
Mais la science d'aujourd'hui prouve que Bohr et Heisenberg avaient raison.
Einstein, le plus grand physicien de l'histoire, reste un éternel perdant en matière de mécanique quantique.
(Chapitre 7 « Dieu lance les dés ») Le fait que même Einstein et Schrödinger, qui ont posé les fondements de la mécanique quantique avec la théorie quantique de la lumière et la mécanique ondulatoire, respectivement, n’aient pas pu surmonter le piège de l’intuition montre une fois de plus à quel point la mécanique quantique est difficile.

Alors que le principe d'incertitude d'Heisenberg était établi comme une prémisse majeure de la mécanique quantique (chapitre 8, « L'incertitude du principe d'incertitude ? »), Einstein préparait une contre-attaque.
Dans l'article EPR, co-publié avec Boris Podolsky et Nathan Rosen, il a implacablement mis en évidence les faiblesses de l'interprétation de Copenhague. Connue sous le nom de paradoxe EPR, cette expérience de pensée menace le postulat fondamental de la mécanique quantique, et ce, plus gravement encore que le paradoxe du chat de Schrödinger. Pour les personnes intéressées, veuillez vous référer au chapitre 9, « Le paradoxe EPR, l'intrication quantique ».
Ce chapitre traite en particulier du concept d’« enchevêtrement », qu’Einstein a conçu pour expliquer les contradictions de l’interprétation de Copenhague.
Ironiquement, l'intrication a été prouvée expérimentalement par Anton Zeilinger et est devenue la base théorique des ordinateurs quantiques et des technologies de communication quantique, représentées par l'onde de Mohist.
Si vous avez étudié la superposition et l'intrication, l'interprétation de Copenhague et le principe d'incertitude, qui résistent aux contradictions, vous aurez une compréhension « relative » du passé de la mécanique quantique.

Elle englobe toutes les sciences modernes, y compris la théorie de l'information, les neurosciences et la cosmologie.
Vivez l'apprentissage ultime en avant-première !

La mécanique quantique est peut-être une théorie de pointe, mais elle peut sembler sans rapport avec la vie quotidienne.
Mais malheureusement (?), il est partout autour de nous.
La mécanique quantique est une théorie qui explique le fonctionnement des atomes, et tout dans le monde est composé d'atomes.
On peut donc constater que la mécanique quantique est à l'œuvre dans tout ce qui nous entoure.

La deuxième partie aborde le présent et l'avenir de la mécanique quantique, née de cette manière.
Le chapitre 10, « Un monde sans mécanique quantique », nous rappelle que la mécanique quantique est une théorie qui explique les unités de base qui composent le monde.
On peut constater comment les théories utilisées dans des domaines tels que la chimie et l'ingénierie des semi-conducteurs peuvent être ramenées à un niveau d'explication plus fondamental grâce à la mécanique quantique.
Vous comprendrez enfin que la mécanique quantique, qui reste un mystère, est le summum de la science moderne.

Pour les lecteurs qui souhaitent approfondir leurs connaissances en mécanique quantique, des chapitres traitant du chaos quantique, des ordinateurs quantiques, du multivers quantique, de la biologie quantique et de la physique de l'information quantique sont désormais disponibles.
Le chapitre 11, « Il n’y a pas de chaos en mécanique quantique », traite du « chaos quantique », que la mécanique quantique doit surmonter pour expliquer de manière exhaustive le monde macroscopique au-delà du monde microscopique.
Vous pouvez indirectement faire l'expérience d'étranges phénomènes quantiques qui se produisent dans la vie quotidienne, comme l'effet Hall quantique.

Le chapitre 12, « L'ordinateur quantique le plus puissant du monde », explore la théorie de l'information de nouvelle génération utilisant la superposition et l'intrication, comme décrit dans la partie 1.
Nous présentons une méthode de traitement de l'information qui utilise des qubits, qui sont dans une superposition de 0 et de 1, plutôt que des bits qui sont distingués comme 0 ou 1, et une méthode de transmission qui augmente considérablement l'efficacité en utilisant l'intrication.
Vous pourrez ainsi constater la véritable signification de l'émergence de l'ordinateur quantique de Google et du lac Mozi en Chine, mentionnés précédemment.

Dans le chapitre 13, « L’interprétation des mondes multiples : le multivers quantique », la mécanique quantique s’étend à la cosmologie.
L'interprétation des mondes multiples, qui a été rejetée comme une hypothèse absurde d'univers parallèles, présente certaines similitudes avec la théorie du « paysage cosmique » récemment proposée par Leonard Susskind, le père de la théorie des cordes, et soutenue par Stephen Hawking.
Vous pourrez avoir un aperçu de la cosmologie quantique, qui pourrait constituer un nouveau paradigme en cosmologie.

Le chapitre 14, « Biologie quantique », présente la mécanique quantique future qui, bien qu'encore hypothétique, pourrait expliquer l'efficacité énergétique extraordinaire de la photosynthèse des plantes ou introduire la superposition dans l'activité cérébrale humaine, révélant ainsi les mécanismes essentiels de la fonction mentale.
Il est possible d'étudier la mécanique quantique correctement, non seulement en survolant les bases, mais aussi en expérimentant les technologies de pointe dans ce domaine.

Le chapitre 15, « It from Bit », introduit la découverte accidentelle que la formule permettant de mesurer quantitativement l'information est la même que la formule de l'entropie, et une expérience de pensée qui démontre que l'information doit être traitée comme un objet physique pour éviter d'enfreindre les lois de la thermodynamique.
L'univers, appréhendé à travers le prisme de la mécanique quantique, aboutit finalement à la conclusion qu'il s'agit d'un « univers informationnel ».
Cela signifie que la mécanique quantique est en train de devenir la discipline la plus fondamentale qui explore l'essence de l'univers.

Le Guide du voyageur galactique dans le monde quantique

Il est également amusant de découvrir des poèmes que l'auteur a lui-même créés ou parodiés (« La mécanique quantique de l'amour », « Sonnet quantique », « Haïku quantique ! »).
Fidèle à son surnom de « physicien philosophe », il mêle littérature et science, servant à la fois de refuge et de lubrifiant pour les études quantiques.

En étudiant et en apprenant à utiliser les 15 histoires colorées de mécanique quantique présentées dans l'annexe susmentionnée, « Guide de l'utilisateur de la mécanique quantique », vous pourrez achever vos études finales et devenir un membre de l'ère quantique.
Dans « Le guide du voyageur galactique dans le monde quantique », l'auteur recommande personnellement des ouvrages sur la mécanique quantique afin d'élargir le champ des études quantiques.
Comme des termes et des concepts inconnus apparaissent fréquemment, nous vous recommandons de vous référer régulièrement au « Glossaire de la mécanique quantique ».
Une fois que vous aurez terminé d'étudier la mécanique quantique, je vous recommande de revoir la série « Une journée dans la vie d'un mécanicien quantique ».
Il existe une joie cachée du savoir qui n'a jamais été expérimentée.

Les atomes, qui constituent toute la matière, et la mécanique quantique, la discipline unique qui les explique, sont la discipline la plus importante et en même temps la plus difficile.
Par conséquent, s'appuyant sur son expérience en matière d'enseignement des sciences dans les écoles et les médias, l'auteur a développé une structure solide et détaillée qui facilite l'étude du début à la fin.
C’est pourquoi le professeur Lee Hae-woong de l’UNIST, directeur de thèse de l’auteur et expert en sciences de l’information quantique, l’a reconnu, et pourquoi Kim Je-dong, un animateur de télévision qui n’est pas doué en informatique quantique, l’a également qualifié d’amusant.

Au cours des 100 années qui se sont écoulées depuis que Planck a remporté le prix Nobel pour sa théorie quantique pionnière, de nombreuses histoires sur la mécanique quantique se sont accumulées.
C’est pourquoi, bien que des ouvrages sur la mécanique quantique, l’histoire et la philosophie soient publiés en Corée depuis des décennies, « Kim Sang-wook’s Quantum Study » est le seul livre qui synthétise correctement tous les aspects de la mécanique quantique dans un ouvrage accessible au grand public.
C’est une excellente opportunité pour les débutants en mécanique quantique, car l’auteur continuera à donner des conférences hors ligne sur la mécanique quantique après la publication du livre, notamment lors de l’événement de lecture sur la mécanique quantique « Quantum Lightning » organisé par Science Books le 20 décembre.
Voici le premier manuel d'instructions sur la mécanique quantique dont vous avez besoin pour vivre dans une société dominée par la mécanique quantique.

Q : Où sont les atomes ?
A : Je ne sais pas.
La question est mal posée.
Q : Qu'est-ce que la mécanique quantique ?
A : Permettez-moi de vous expliquer l'atome.
Q : Alors, où sont les atomes ?
A : J'ai dit que je ne sais pas !
Q : Comment peut-on décrire des atomes sans même savoir où ils se trouvent ?
A : J'ai dit que la question était mauvaise !
- Dans le texte