Introduction : Théorie minimale 7
Les débutants ont besoin d'aide 11

Leçon 1 : La nature de la physique classique 15
Interlude 1 Espace, trigonométrie, vecteurs 37
Exercice 2 : 55
Interlude 2 Intégration 79
Cours 3 : Dynamique 95
Intermède 3 Dérivation partielle 117
Système 133 constitué d'une ou plusieurs particules du quatrième ordre
5e énergie 147
Leçon 6 : Principe de moindre action 161
Cours 7 : Symétrie et lois de conservation 191
Dynamique hamiltonienne et invariance par translation temporelle, cours 8, 213
Cours 9 : Fluides spatiaux topologiques et théorème de Gibbs-Liouville 235
Cours 10 : Crochets de Poisson, moment angulaire et symétrie 253
Leçon 11 Électricité et magnétisme 277
Annexe Force centrale et orbites planétaires 305

Note du traducteur : L'essentiel de la compréhension des principes naturels, vol. 326
Recherche 330

Le premier cours de physique choisi par les esprits les plus brillants et les passionnés de sciences de l'Université de Stanford !

Le strict minimum de théorie signifie uniquement ce que vous devez absolument savoir pour passer à l'étape suivante.
Ce n’est pas un manuel encyclopédique volumineux qui explique tout, mais un livre concis qui explique tout ce qui est important. ― Leonard Susskind, extrait de la « Préface »

Dans les conférences destinées au grand public (surtout en Corée), « faciliter au maximum les choses » est la vertu la plus importante.
Il en va de même pour les livres de vulgarisation scientifique.
Mais ce livre regorge de formules en tous genres.
Parce que Susskind enseignait la physique au grand public « correctement, en utilisant les mathématiques ». — Lee Jong-pil, extrait de la « Note du traducteur »

Leonard Susskind, professeur de physique à l'université de Stanford, est une figure de proue de la physique théorique moderne.
Il est considéré comme le père de la théorie des cordes, qui tente d'unifier la mécanique quantique et la relativité générale en supposant que l'unité de base des particules est une corde plutôt qu'un point.
Il a également réfuté Stephen Hawking grâce au principe de complémentarité des trous noirs et à la théorie de l'holographie.
Ce livre est le fruit de ses efforts constants pour populariser la physique tout en progressant régulièrement vers la théorie ultime.
Ce livre est un guide envoyé par un physicien versé dans la mécanique quantique et la relativité, les deux grands domaines de la physique moderne, afin d'inviter le public dans son univers.
N'importe qui peut faire ses premiers pas dans le monde de la physique moderne en apprenant la « théorie minimale » qu'il doit absolument connaître.

« Les Fondements de la Physique : Mécanique Classique » est le premier ouvrage de la série « Les Fondements de la Physique », qui sera finalement publiée en six volumes, incluant la mécanique quantique et la relativité restreinte.
Contrairement à la mécanique quantique dans le monde microscopique, où la dualité et l'incertitude de la matière sont importantes, ou à la théorie de la relativité dans le monde macroscopique, où la simultanéité du temps est rompue, la mécanique classique, qui traite de notre monde quotidien, est relativement accessible aux lecteurs.
La tentative de longue date de l'humanité de prédire l'avenir en faisant de l'état de mouvement d'un objet d'observation, tel que sa position ou sa vitesse, une fonction du temps, a abouti aux lois du mouvement du physicien britannique du XVIIIe siècle, Isaac Newton.
Contrairement aux philosophes de la nature précédents qui expliquaient les phénomènes naturels en attribuant des propriétés intrinsèques à des substances telles que l'eau, le feu, la terre et l'air, ou en distinguant fondamentalement les mouvements des mondes terrestre et céleste, Newton expliquait les mouvements de toutes choses dans le monde par une seule équation concise, F = ma.
C'est à ce moment précis que naquit la mécanique classique, qui interprète avec précision les phénomènes naturels grâce aux mathématiques.

Le développement rapide qui s'ensuivit en physique eut un impact profond sur l'histoire de l'humanité, donnant notamment naissance à la civilisation scientifique moderne.
Bien que des théories plus précises telles que la mécanique quantique et la relativité aient été développées au XXe siècle, la mécanique classique est toujours considérée comme la base de la physique aujourd'hui, grâce à la découverte du principe correspondant selon lequel si l'on approxime la constante de Planck de la mécanique quantique à 0 et la vitesse de la lumière de la relativité à l'infini, on aboutit à la mécanique classique.
C’est pourquoi la mécanique classique doit être le point de départ pour comprendre la physique et toute l’ère des sciences et des technologies.


Apprenez les bases de la physique directement auprès du fondateur de la théorie des cordes !

Dans ce livre, nous traiterons principalement de la façon dont différentes quantités évoluent au fil du temps.
La mécanique classique traite principalement de phénomènes qui évoluent de manière continue au fil du temps.
Pour traiter mathématiquement les changements continus, on utilise une branche des mathématiques appelée calcul différentiel et intégral.

Le principe de moindre action est la forme la plus concise des lois classiques de la physique.
Cette règle simple résume tout ! Non seulement les principes de la mécanique classique, mais aussi tout ce que nous savons sur l'électromagnétisme, la relativité générale, la mécanique quantique, la chimie, et même les particules fondamentales qui constituent la matière telle que nous la connaissons. —Extrait du texte

C’est pourquoi la mécanique classique est la première unité abordée dans les matières de physique telles que la physique au lycée, la physique générale à l’université, le concours de la fonction publique et le PEET.
Face à l'importance croissante de l'enseignement de la physique, cet ouvrage propose un cours de mécanique classique destiné aux étudiants préparant les examens d'entrée à l'université à l'ère de l'enseignement scientifique intégré, ainsi qu'à ceux qui débutent leur carrière plus tard.
S'appuyant sur son expérience d'enseignement au sein du programme d'enseignement général de l'université de Stanford, Leonard Susskind a développé un programme d'études systématique.
Composé de 12 leçons, annexes comprises, et de trois interludes judicieusement placés pour les mathématiques, ce livre aide les lecteurs sans connaissances préalables à développer naturellement les concepts de la mécanique classique, un minimum de connaissances mathématiques et la capacité de dériver et d'appliquer les équations du mouvement.

La première moitié du texte traite de l'équation de Newton F = ma.
En particulier, le calcul différentiel et intégral étant essentiel, la deuxième leçon, « Exercices », et la leçon d'entracte, « Calcul intégral », sont prévues pour aider les étudiants à acquérir des connaissances préalables en calcul différentiel et intégral.
Avant cela, la conférence introductive « Espace, trigonométrie, vecteurs » de la première conférence « La nature de la physique classique » a été préparée pour vous aider à acquérir les compétences de base nécessaires à l'étude du calcul, afin que vous puissiez suivre la conférence de Susskind sans aucun souci.
Si vous avez acquis une compréhension des concepts de force, de masse et d'accélération grâce au calcul différentiel et intégral, les équations de Newton vous paraîtront totalement nouvelles.
Nous pouvons éprouver du plaisir esthétique en comprenant pleinement les puissantes équations qui expliquent le mouvement de toutes choses dans le monde.

Bien sûr, la mécanique classique ne se limite pas aux équations de Newton.
Une fois que vous aurez bien compris le concept d'énergie dérivée de la force et de la masse grâce au chapitre 5, « Énergie », un autre monde de la mécanique classique se dévoilera à vous.
À partir de Gottfried Leibniz, considéré comme le créateur du calcul infinitésimal en même temps que Newton, voire avant lui, les sciences naturelles se sont développées en Europe continentale indépendamment de Newton.
Ils ont développé l'intuition humaine ancestrale selon laquelle toutes choses se déplacent dans la direction qui implique le moins de changement ou le long du chemin le plus court, et ont établi le « principe du moindre changement ».
Le chapitre 6, intitulé « Le principe de moindre action », présente ce puissant principe qui explique la nature.
Et plus important encore, Leonhard

Il s'agit de l'équation d'Euler-Lagrange, établie par Leonhard Euler et Joseph Lagrange par développement mathématique.
Contrairement aux équations de Newton qui utilisent des vecteurs (forces), nous pouvons observer une équation unique qui décrit le mouvement d'un objet en utilisant uniquement de simples scalaires (énergie).
Vous pouvez y découvrir des informations intéressantes, équivalentes aux équations de Newton, mais inaccessibles sans avoir étudié la physique à l'université.

Dans la seconde partie, nous aborderons la troisième équation du mouvement, l'équation de Hamilton, en nous appuyant sur des discussions relatives à la symétrie et aux lois de conservation.
La conférence se conclut en abordant les crochets de Poisson, le moment angulaire, les potentiels vecteurs, les transformations de jauge, et en aboutissant finalement à la logique fondamentale de la mécanique quantique.
Cette section établit un lien solide entre la mécanique classique et la mécanique quantique pour ceux qui souhaitent entrer dans le monde de la physique moderne.
Par ailleurs, l'annexe intitulée « Force centrale et orbites planétaires » est un prolongement d'une autre partie de « L'essentiel de la physique » consacrée à la cosmologie.
Les lecteurs qui achèveront ce livre seront prêts à se hisser à la pointe de la physique.


Les principes fondamentaux de la physique que vous devez connaître, que vous soyez étudiant, universitaire ou professionnel.

Si vous avez suivi jusqu'ici, vous avez appris la « théorie du minimum ».
Tout ce que vous devez savoir sur la mécanique classique pour passer à l'étape suivante. — Extrait du texte

Ce n'est pas un livre qu'on peut comprendre en le survolant.
Mais le défi en vaut la peine.
C'est d'autant plus vrai qu'il s'agit d'un festin scientifique orchestré par le plus grand physicien de notre époque.
J'espère que vous apprécierez le plaisir de découvrir les principes fondamentaux de la nature à travers le langage des mathématiques, et ce, avec le souffle d'un maître.
Bonne chance ! - Lee Jong-pil

Ce livre est celui que les personnes occupées devraient consulter en premier lieu, car il ne couvre que l'essentiel d'un large éventail de domaines de la physique, et il convient également comme guide d'étude pour les examens grâce à son contenu concis et dense.
Les jeunes de l'ère de l'enseignement des sciences convergentes peuvent acquérir de solides bases en physique.
Aujourd'hui plus que jamais, alors que les grandes universités posent des questions de dissertation qui dépassent le niveau du lycée, ce livre vous aidera à vous préparer de manière proactive à l'examen d'entrée à l'université en vous offrant une perspective complète sur la physique.
De plus, il peut constituer un manuel utile pour les étudiants se préparant aux examens d'entrée à l'université, au PEET ou aux concours de la fonction publique.
Les étudiants en sciences humaines qui poursuivent une double majeure en ingénierie peuvent également tirer un grand profit de la demande croissante de personnel dans les secteurs de la fabrication et des technologies de l'information.
Bien sûr, ce n'est pas un livre facile à comprendre.
Il est nécessaire d'examiner attentivement le processus logique par lequel sont dérivées les équations expliquant les lois de la nature et d'en savourer le sens afin de ressentir la saveur de la physique.
Un système de cours structuré et des exercices pratiques sont proposés pour aider les lecteurs à y parvenir par eux-mêmes.
Il est plus efficace d'utiliser la conférence vidéo de Suskind sur la « Théorie du minimum » proposée par la chaîne YouTube SITP.
Les conférences de Suskind sont populaires en tant que contenu éducatif utile aux personnes modernes occupées et aux étudiants préparant des examens.
Les explications complémentaires et les solutions des problèmes pratiques fournies sur le site Web du co-auteur George Hrabovsky (www.madscitech.org/tm) seront également une aide précieuse pour l'étude.
Dès sa publication, le traducteur, le professeur Jongpil Lee, prévoit de lancer une série de solutions basées sur les problèmes pratiques présentés dans le texte, destinées aux lecteurs et au grand public. Ces solutions seront publiées chaque semaine sur le site web de Science Books et sur les réseaux sociaux.
Le boson de Higgs, les ondes gravitationnelles, AlphaGo et l'énergie nucléaire sont devenus des mots-clés qui définissent le présent, mais la plupart d'entre nous ne les comprennent pas vraiment.
Malgré l'isolement croissant de la science vis-à-vis du public, la physique continue d'être acceptée comme une discipline fondamentale et se popularise activement, grâce à la curiosité collective des membres de la société qui souhaitent comprendre comment fonctionne le monde.
La physique, et la mécanique classique en particulier, est la clé pour comprendre le monde qui nous entoure de la manière la plus intuitive.
J'espère que ce livre vous permettra de ressentir la joie de découvrir les principes du monde à travers le langage des mathématiques.