Ce livre est basé sur les cours donnés par le professeur Mooyoung Choi du département de physique et d'astronomie de l'université nationale de Séoul à des étudiants qui ne se spécialisent pas en sciences naturelles.
Il s'agit d'un ouvrage d'introduction à la physique écrit de manière à ce que chacun puisse facilement comprendre le véritable sens de la science, mais il couvre également tous les sujets de la physique, y compris la mécanique classique, la mécanique quantique et la relativité, ainsi que les sujets les plus récents du XXIe siècle, tels que le chaos, les systèmes complexes, l'entropie, la naissance et l'évolution de l'univers et les phénomènes de la vie.

Publié en feuilleton dans le magazine Pressian en 2008, il a reçu un accueil chaleureux et, dès la parution du premier numéro, il s'est hissé en tête des ventes dans la catégorie sciences naturelles.
Il a raflé de nombreux prix, dont celui du meilleur ouvrage scientifique décerné par la Fondation coréenne pour la promotion des sciences et de la créativité, celui du livre jeunesse de l'année décerné par l'Association des éditeurs coréens et celui du meilleur ouvrage universitaire décerné par l'Académie nationale des sciences de la République de Corée.
Cette édition entièrement révisée, conçue comme un manuel de référence, saisit les concepts fondamentaux et la signification de la physique du début à la fin, tout en présentant les nouvelles découvertes issues de recherches récentes.
Il est structuré sous forme de cours magistral, avec des étudiants posant des questions et le professeur répondant ; vous pouvez donc le lire comme si vous écoutiez un cours en direct.
Il explique les principes de la physique à travers divers domaines, notamment la philosophie, la littérature, les sciences humaines et l'art, et traduit les termes complexes des langues étrangères dans notre langue maternelle afin de les rendre plus faciles et plus familiers.

Que signifie la science ?
La science devrait être étudiée par des scientifiques spécialistes ; alors pourquoi devrions-nous, nous qui ne sommes pas spécialistes, l’étudier ? Pour trouver la réponse, il nous faut nous interroger sur la signification de la science pour nous, vivant dans la société moderne.
Le premier sens du mot science est la pensée scientifique.
La pensée scientifique désigne la pensée critique et rationnelle, et la manière de penser scientifique peut être qualifiée d'esprit scientifique.
Quand on parle du pouvoir de la science, il est facile de penser aux connaissances scientifiques ou à leurs applications spécifiques sous forme de technologie.
De nos jours, nous concevons sa puissance et sa force de manière restrictive, en les réduisant à la civilisation matérielle, et encore plus restrictivement, à quelque chose comme des armes.
Des années plus tard, les États-Unis ont envahi l'Irak et l'ont occupé en un instant.
À cette époque, la véritable différence entre les deux pays résidait dans la supériorité militaire, et les armes qui permettaient de la déterminer résultaient de l'application de la technologie.
Face à de tels constats, il est facile de penser que la puissance des sciences naturelles dépend de la qualité de leur application à la technologie.
Cependant, la véritable puissance des sciences naturelles ne réside pas dans l'application de la technologie, mais dans la pensée scientifique.
…
La seconde signification que nous apporte la science est qu'à travers elle, nous pouvons poursuivre une nouvelle signification dans la vie.
Les sciences naturelles étudient les phénomènes naturels, c'est-à-dire l'univers entier, y compris nous-mêmes.
En d'autres termes, les sciences naturelles visent à comprendre fondamentalement l'univers dans son ensemble, y compris nous-mêmes. En explorant les sciences naturelles, nous parvenons à une meilleure compréhension de l'humanité et de l'univers, et notre vision du monde s'en trouve transformée.
Vous serez capable de penser avec une nouvelle vision scientifique du monde, et c'est là le « nouveau sens que la science donne à nos vies ».
…
Troisièmement, nous pouvons aborder la signification pratique de la science.
Nous vivons en tant que membres de la société moderne.
Ce n'est pas comme vivre seul comme Robinson Crusoé dans le roman de Defoe.
Dans la société moderne, les sciences naturelles exercent une influence très importante.
Pour le meilleur et pour le pire.
Les sciences naturelles constituent le savoir fondamental dont nous avons besoin pour vivre dans la société moderne.
L'importance particulière de la civilisation scientifique dans la société moderne peut s'expliquer par l'utilisation des connaissances scientifiques.
Si nous utilisons les connaissances scientifiques à bon escient, la science enrichira nos vies.
Mais si nous faisons un mauvais usage de la science, cela peut mener à une véritable catastrophe.
Une bombe nucléaire est un parfait exemple de civilisation scientifique qui met la charrue avant les bœufs et pourrait anéantir toute l'humanité.
Enfin, l'importance de la science réside dans le fait qu'elle constitue un fondement essentiel de la culture.
À quoi pensez-vous lorsque vous pensez au patrimoine culturel ? Il y a quelques années, un livre intitulé « My Cultural Heritage Tour » a connu un certain succès.
Quand on parle de patrimoine culturel, on pense généralement aux œuvres d'art présentées dans des livres comme celui-ci, et on ne semble pas considérer la science comme faisant partie du patrimoine culturel.
Mais en réalité, la science est le patrimoine culturel le plus précieux de l'humanité.
En matière de sites patrimoniaux représentatifs de notre pays, on peut citer le sanctuaire Jongmyo à Séoul, inscrit au patrimoine mondial de l'UNESCO.
Quels sont les autres sites inscrits au patrimoine culturel immatériel de l'UNESCO ? La forteresse de Suwon Hwaseong, le Tripitaka Koreana et la grotte de Seokguram sont également inscrits.
Ce que ces patrimoines culturels ont en commun, c'est qu'ils sont le fruit de l'activité humaine.
L'être humain est l'objet de l'étude scientifique.
L'activité scientifique vise à comprendre et à interpréter la nature, et puisque les humains font partie intégrante de la nature, ils sont naturellement l'objet de cette activité.
Mais en même temps, les êtres humains sont aussi des sujets d'activité scientifique.
On peut dire que les sciences naturelles sont très particulières à cet égard.
Partant du principe que les humains sont les principaux acteurs des activités scientifiques, la science, comme les autres activités humaines, peut être considérée comme un patrimoine culturel.
Parmi les sites du patrimoine culturel inscrits par l'UNESCO, on trouve le sanctuaire de Jongmyo et le Jongmyo Jeryeak.
En matière de patrimoine culturel, on a souvent tendance à ne penser qu'à ce qui est visible, mais il existe aussi un patrimoine culturel immatériel.
La science, création de l'humanité, peut également être considérée comme un patrimoine culturel précieux et invisible, au même titre que la musique.

Bonne théorie
Généralement, lorsqu'on tente d'expliquer un phénomène, plusieurs théories peuvent être envisagées.
Alors, quelle théorie choisir ? Quels critères de sélection retenir ? Dans l’exemple ci-dessus, pourquoi avons-nous opté pour l’héliocentrisme plutôt que le géocentrisme ? Les deux sont tout aussi réalistes.
Notre trésor national numéro un est Sungnyemun.
Heunginjimun est le trésor numéro 1.
On dit généralement que les trésors nationaux sont d'un rang supérieur aux autres trésors, mais dans ce cas, le Sungnyemun est-il plus important que le Heunginjimun ? (Je ne suis pas certain que le Sungnyemun ait une quelconque signification en tant que « Trésor national n° 1 », étant donné qu'il a été restauré après l'incident absurde de l'incendie.) Lorsqu'on observe des œuvres d'art, certaines sont excellentes, et d'autres relativement inférieures.
Bien sûr, des controverses peuvent survenir selon les critères retenus pour ces évaluations.
Même en théorie, nous utilisons l'expression « bonne théorie ».
Comme les théories ne sont pas toutes identiques, il existe quelques critères à prendre en compte pour déterminer laquelle est la meilleure.
Que signifie dire « Celui-ci est meilleur que celui-là » en art ? Au lycée, si tous les élèves d'un cours d'arts plastiques dessinaient le même paysage, et que le professeur jugeait le dessin d'un élève meilleur que celui d'un autre, quels critères utiliserait-il ? Il est probable qu'il complimenterait le dessin qu'il trouverait le plus beau.
Il en va de même pour les bonnes théories.
On pourrait dire que c'est une question de savoir laquelle est la plus belle.
Quels sont donc ces critères ? Des facteurs comme l’exactitude, l’universalité et la fécondité sont pris en compte, mais je n’en expliquerai que deux principaux.
Tout d'abord, la théorie comporte une part d'aléatoire, mais celle-ci ne doit pas être trop importante.
S'il y a trop d'éléments aléatoires, la théorie perd tout son sens.
Vous devriez commencer par quelques éléments aléatoires, mais en les reliant à votre expérience, vous devriez être capable d'expliquer le plus large éventail d'observations possible.
C'est la première condition importante d'une bonne théorie.
Le fait de relier l'expérience sensorielle à l'observation constitue ce que l'on appelle le processus de vérification empirique, et dans ce cas, il doit pouvoir expliquer un éventail d'observations aussi large que possible, ce qui signifie que plus l'universalité est grande, mieux c'est.
Une autre condition est que les résultats de l'observation soient clairement prévisibles.
Autrement dit, pour qu'une théorie soit bonne, elle doit pouvoir bien expliquer ce qui s'est passé et prédire ce qui ne s'est pas encore produit.
La clé de tout cela réside dans la falsifiabilité dont nous avons parlé précédemment.
Si vous avez clairement prédit le résultat, mais que l'observation réelle diffère de votre prédiction, cela est considéré comme une réfutation.
Cependant, si une théorie ne prédit pas clairement les résultats observés et se contente d'affirmer « Cela pourrait être ceci ou cela », elle ne peut être falsifiée.
Ce ne peut être une bonne théorie car elle n'est pas réfutable.
Imaginons que vous alliez voir des gens qui prétendent avoir la capacité de prédire l'avenir et que vous leur demandiez ce qui va se passer dans le futur.
Les gens comme ça ne parlent généralement pas clairement.
Vous dites des bêtises pendant longtemps et vous faites des déclarations vagues sur ce qui pourrait être ceci ou cela, mais si vous dites des choses comme ça, vous ne pouvez pas les réfuter.
Plus tard, ils affirment que c'était justifié parce que les choses se sont passées ainsi, mais même si cela s'était passé autrement, on aurait pu dire que c'était justifié.
En effet, il ne s'agit pas d'une prédiction claire, et elle est donc irréfutable.
On ne peut pas qualifier cela de théorie scientifique.
La soi-disant « pseudoscience », ou plus exactement la « pseudoscience », ne remplit finalement pas au moins une de ces deux conditions.
Il n'existe aucune vérification empirique ni prédiction claire.
En y réfléchissant bien, vous pourrez facilement déterminer s'il s'agit de pseudoscience ou non.
Curieusement, de nos jours, nous vivons à l'ère de la science, si bien que nous ajoutons le mot « science » à la fin de tout et de rien.
De quel genre de science s'agit-il ?
Eh bien, on dit aussi que les lits sont une science.
Il est difficile de donner un exemple représentatif, mais il y a de nombreuses années, on parlait d'un concept assez vague appelé « nouvelle science », et plus récemment, on a vu apparaître la « science créationniste », particulièrement absurde et presque comique. Un examen objectif de ces deux exemples permettra de déterminer si ces deux phénomènes relèvent ou non de la pseudoscience.
Une bonne théorie doit pouvoir expliquer un large éventail d'observations.
Autrement dit, il doit y avoir universalité, de sorte que le développement de la science peut être considéré comme un processus de construction d'un système théorique plus universel.
Si l'on examine l'histoire de la mécanique classique, on peut dire que le système de mécanique classique de Newton est né des lois de Galilée sur la chute des objets et du problème de l'inertie, et qu'il a étendu ces principes à un système théorique plus universel.
Il existe cependant une extension de cela à un système théorique plus universel.
Il s'agit de la théorie de la relativité d'Einstein, dont beaucoup d'entre vous ont probablement déjà entendu parler.
Ainsi, passer de Galilée à Newton puis à Einstein peut être considéré comme un processus de recherche d'un système théorique plus universel.

La théorie de la relativité d'Einstein
Il a mis en évidence deux éléments de la physique classique : la mécanique classique, qui traite du mouvement, et l’électromagnétisme, qui traite de l’électricité, du magnétisme et de la lumière.
Qu’en est-il des phénomènes électromagnétiques ? Il serait souhaitable que les lois qui les décrivent soient cohérentes d’un observateur à l’autre.
En d'autres termes, nous espérons que le principe de relativité de Galilée s'appliquera non seulement aux lois de la mécanique, mais aussi aux lois de l'électromagnétisme.
Alors les physiciens qui recherchent des systèmes théoriques plus universels se sentent satisfaits.
Voyons voir à quoi cela ressemble réellement.
Prenons l'exemple d'un phénomène électromagnétique simple.
Lorsqu'il y a une charge stationnaire, c'est-à-dire une particule chargée électriquement, un champ électrique est créé.
Si vous placez ici des charges différentes, elles s'attireront ou se repousseront selon le signe du courant électrique.
Ce texte explique qu'une charge stationnaire crée un champ électrique dans l'espace qui l'entoure, et que d'autres charges sont placées dans ce champ électrique et subissent ainsi une force électrique.
En revanche, lorsque des charges se déplacent, c'est-à-dire lorsqu'un courant circule, un champ magnétique est créé.
On peut le constater en observant un électroaimant créé par le passage d'un courant électrique dans un fil conducteur.
Un électroaimant crée un champ magnétique, qui exerce une force magnétique sur d'autres aimants ou conducteurs parcourus par un courant et placés dans ce champ.
Le simple fait que des charges se déplacent ici ne signifie pas qu'un champ électrique n'existe pas.
Le champ électrique est créé de toute façon, mais lorsqu'on se déplace, un champ magnétique se crée en plus, de sorte que son intensité finale est différente.
Ce raisonnement aboutit à une conclusion très importante.
Si vous demandiez à cette gomme de transmettre un signal, elle ne ferait que créer un champ électrique autour d'elle, puisqu'elle est immobile lorsqu'on la regarde.
Mais lorsque je la déplace, je vois que la gomme recule, donc le courant électrique circule.
Vous avez alors votre propre jardin.
Ainsi, lorsque vous me regardez, il n'y a qu'un champ électrique, mais lorsque je bouge et que je me regarde, non seulement un champ électrique, mais aussi un champ magnétique apparaissent.
Étonnamment, dans la description des phénomènes électromagnétiques, deux observateurs se déplaçant à vitesse constante donnent des résultats différents.
(Par exemple, la force électromagnétique, ou force de Lorentz, subie par une charge en mouvement dans un champ électromagnétique apparaît différemment à deux observateurs.) En conséquence, nous ne pouvons que conclure que le principe de relativité de Galilée s'applique aux lois de la mécanique mais pas aux lois de l'électromagnétisme.
Vous pourriez dire : « Je suppose que oui », mais les physiciens ne sont pas satisfaits de cette situation.
Le fait que ceci et cela soient différents sans universalité nous amène à nous interroger sur la pertinence de notre interprétation des phénomènes naturels.
C’est donc Einstein qui, au départ, partait d’une mauvaise compréhension de concepts fondamentaux comme le temps et l’espace.
On dit qu'Einstein était un génie parce qu'il pensait avec une audace frôlant l'inconscience.
Si vous avez une bonne compréhension du système de la physique classique, il est difficile de penser que vous avez de fortes idées préconçues à son sujet et qu'il est fondamentalement erroné de commencer par le début.
Puisque la mécanique classique explique si parfaitement les phénomènes quotidiens, comme les lois de Kepler, comment en douter ? C'est une tâche véritablement difficile.
C'était aussi difficile que pour Galilée de douter de la loi alors acceptée de la chute des objets — selon laquelle les objets les plus lourds tombent avant les plus légers.
Einstein pensait que notre compréhension actuelle du temps et de l'espace était fondamentalement erronée, et que si nous comprenions correctement le temps et l'espace, non seulement les lois de la mécanique, mais aussi les lois de l'électromagnétisme seraient les mêmes quel que soit l'observateur.
Nous avons donc supposé que « non seulement les lois de la mécanique, mais aussi les lois de l'électromagnétisme sont les mêmes pour des observateurs se déplaçant à vitesse constante les uns par rapport aux autres », ce qui signifie en fin de compte que tout en physique classique doit être identique.
En résumé, on peut dire que « les observateurs se déplaçant à vitesse uniforme sont égaux ».
Il s'agit d'une extension du principe de relativité de Galilée, appelé principe de relativité d'Einstein, ou plus précisément, principe de relativité restreinte.
L'équivalence signifie que l'interprétation de tous les phénomènes naturels doit être la même et que toutes les lois de la physique sont identiques.
De nos jours, quand on parle du principe de relativité, on fait généralement référence à cela.


Paradoxe jumeau
Avez-vous entendu dire que les voyages spatiaux rajeunissent ? Le temps passe lentement lorsqu'on voyage à grande vitesse dans un vaisseau spatial. Ainsi, alors que dix ans semblent s'être écoulés sur Terre, une seule année s'est écoulée à bord.
Mais ce n'est pas un problème si simple.
C'est parce que, dans la théorie de la relativité, le mouvement est littéralement relatif.
Quand on regarde depuis le sol, c'est le train qui bouge, mais quand on regarde depuis le train, c'est nous, au sol, qui bougeons.
De même, lorsque nous regardons depuis la Terre, c'est le vaisseau spatial qui se déplace, mais lorsque nous regardons depuis le vaisseau spatial, c'est nous qui nous déplaçons.
Ainsi, pour une personne à bord d'un vaisseau spatial, le temps semble passer rapidement à l'intérieur du vaisseau, tandis que sur Terre, il semble passer lentement.
Après tout, après un voyage spatial de dix ans, il ne s'est peut-être écoulé qu'une seule année sur Terre.
Mais bref, si vous revenez et que vous regardez, l'un de vous sera plus jeune.
Alors, qui est le plus jeune et qui est le plus âgé ?
Il y a des jumeaux, Gapsoon et Eulsoon. Gapsoon reste sur Terre, tandis qu'Eulsoon part au loin à bord d'un vaisseau spatial et revient ensuite.
Lequel des deux est le plus âgé selon vous ? Du point de vue de Gapsoon, Eulsoon était loin, mais du point de vue d'Eulsoon, c'est Gapsoon qui était loin.
Au final, tout est relatif. Qui est le plus jeune et qui est le plus âgé ? C’est un problème bien connu sous le nom de « paradoxe des jumeaux ».
La théorie de la relativité recèle de nombreux paradoxes de ce genre.

Relativité et art
Comment les enfants dessinent-ils généralement les bureaux ? Ils ont quatre pieds, mais les pieds intérieurs sont souvent difficiles à distinguer.
Les adultes dessinent ce qu'ils voient, donc ils ne dessinent pas l'intérieur des pattes qui est invisible, tandis que les enfants les dessinent saillantes sur le côté pour bien montrer qu'elles sont là.
Il ne s'agit pas d'un dessin vu d'un seul point de vue, mais plutôt d'un dessin qui est une synthèse de ce qui est vu de plusieurs points de vue.
L'image ci-dessus est également dessinée selon différentes perspectives, tout comme les dessins d'enfants.
Cela signifie que le point de vue n'était pas fixé à un point précis et dessiné.
Picasso n'a pas commencé comme ça.
Dans sa jeunesse, sa période dite bleue comprenait de nombreuses peintures réalistes, mais avec le temps, il s'est mis à peindre des tableaux abstraits.
Lorsqu'on lui demandait pourquoi il dessinait comme un enfant, Picasso aurait répondu : « Il m'a fallu 50 ans pour apprendre à dessiner comme un enfant. »
On dit qu'il faut seulement cinquante ans d'études pour enfin comprendre la nature des choses.
Jusque-là, le courant dominant de l'art occidental utilisait la perspective pour représenter les objets.
Les objets éloignés sont dessinés petits et les objets proches sont dessinés grands, mais les objets éloignés ne sont pas réellement petits ; il s'agit donc bien d'une illusion d'optique.
Picasso pensait donc que la perspective ne pouvait pas exprimer la véritable nature des objets.
Je pensais que la véritable nature des choses pouvait s'exprimer en les considérant sous de multiples angles plutôt qu'en se focalisant sur un seul point de vue.
J'ai l'impression de commencer à saisir le concept de relativité.
L'image ci-dessus est donc une œuvre qui a été observée sous différents angles et reconstituée pour l'exprimer.
L'Occident n'a commencé à s'intéresser à cette signification qu'au XXe siècle. Qu'en est-il de l'Orient ? Connaissez-vous le peintre de la dynastie Joseon, Gyeomjae Jeong Seon ? Les figures 12 à 15 représentent son Geumgangjeondo.
Comme vous pouvez le constater, le tableau n'a pas été réalisé à partir d'un seul point, mais plutôt à partir de plusieurs points.
Cette technique de peinture coréenne s'appelle Samwon (三遠), et on dit qu'elle est dessinée en sélectionnant au moins trois points d'intérêt différents : haut (plateau), profond (simwon) et plat (plain).
Je croyais que c'était la seule façon de l'exprimer au plus près de sa véritable nature.
Ce tableau a été peint par Jeong Seon au début du XVIIIe siècle, soit environ 200 ans avant Picasso.

D'un point de vue quantique
Pour le vérifier concrètement, Davidson et Germer ont réalisé une expérience de diffraction électronique et ont obtenu les mêmes résultats que pour la lumière.
Il a été confirmé que les électrons, comme la lumière, oscillent également.
Dans l'expérience des fentes de Young évoquée précédemment, l'utilisation d'électrons au lieu de lumière produit également une figure d'interférence.
Le principe dit de dualité onde-corpuscule, selon lequel même des particules comme les électrons possèdent des propriétés ondulatoires, a été confirmé.
La dualité ondulation-grain ne signifie pas toujours qu'un objet possède à la fois des propriétés ondulatoires et granuleuses, ou qu'il se situe quelque part entre les deux.
Selon la situation, dans certains cas il se comporte comme une vague et dans d'autres cas comme un grain.
Par exemple, si vous envoyez un électron à travers un espace entre deux brins d'ADN, par lequel passera-t-il ? Si vous envoyez environ 10 000 électrons, environ 5 000 iront dans un sens et 5 000 dans l'autre.
Voyons maintenant où va chaque électron.
Si vous regardez attentivement et que vous observez par laquelle des deux fentes l'électron est passé, vous serez surpris de constater que la figure d'interférence disparaît.
Lorsque l'on mesure la position de cette manière, les électrons ne possèdent plus de propriétés ondulatoires et se comportent entièrement comme des particules.
Mais si vous ne mesurez pas sa position, c'est-à-dire si vous ne regardez pas où est allé l'électron, il se comporte comme une onde.
Lors de la mesure, chaque électron se déplace dans un sens ou dans l'autre.
Mais si on ne l'observe pas, on pourrait croire qu'elle se comporte comme une vague, allant dans un sens ou dans l'autre.
Je tiens à souligner une fois de plus que cela ne signifie pas : « Nous ne savons pas car nous ne l'avons pas mesuré, mais en réalité, cela a évolué dans un sens ou dans l'autre. »
Ceci se traduit par l'analogie suivante :
Comme le montre la figure 13-3, il y a des marques laissées par quelqu'un qui descend une piste de ski en hiver.
Comme je skiais sur mes deux pieds, il y avait deux paires de traces de ski parallèles l'une à l'autre dans la neige.
En descendant, j'ai aperçu un grand arbre centenaire.
Mais il y a des traces de ski des deux côtés de l'arbre.
De quel côté de l'arbre cette personne est-elle passée ? Si je l'ai vue passer, je suis sûre qu'elle est passée d'un côté ou de l'autre.
Mais si vous ne le voyez pas, c'est comme s'ils s'étaient croisés puis retrouvés.
C’est la perspective de la mécanique quantique que nous allons maintenant aborder.

Inférence de base
Pour illustrer l'inférence de base, prenons l'exemple du problème de Yabawi, initialement connu sous le nom de problème de Monty Hall, présenté dans une émission de télévision américaine.
L'escroc a posé trois bols de riz sur la table, et l'un d'eux contient un dé.
Je vous suggère de parier de l'argent sur le bol dans lequel les dés s'arrêteront.
Par exemple, si vous pariez 1 000 wons et que vous vous trompez, vous perdez cet argent, mais si vous avez raison, vous gagnez 5 000 wons.
Si vous n'y connaissez rien, vous pourriez penser que la probabilité que l'objet se trouve dans l'un des trois bols est de 1/3.
En l'absence d'informations, l'hypothèse de base est que la distribution de probabilité est uniforme.
Mais supposons que nous parions de l'argent et choisissions le bol numéro 1.
Ensuite, le dé factice ne montre pas le numéro 1, mais retourne le numéro 2 pour indiquer qu'il n'y a pas de dé, puis donne au joueur la possibilité de le changer.
J'ai choisi l'option 1, mais ils m'ont dit qu'ils me donneraient la possibilité de la changer pour l'option 3 si je le souhaitais.
Quelle serait la meilleure solution dans cette situation ? S’en tenir à l’option 1 ou passer à l’option 3 ? (Bien entendu, cette discussion part du principe que l’escroc ne triche pas.)
Au début, il n'y avait pas d'information, donc 1, 2 et 3 avaient tous la même probabilité, 1/3 chacun.
Cependant, puisque le numéro 2 contient une nouvelle information selon laquelle la probabilité est de 0, la distribution de probabilité entière change.
Si vous y réfléchissez rapidement, les 1 et 3 restants sont égaux, donc la probabilité serait de 1/2 pour chacun.
Donc, que vous conserviez l'option 1 ou que vous passiez à l'option 3, les chances seront les mêmes.
Mais ce n'est pas le cas.
Si les dés étaient dans le bol numéro 1, le voleur aurait montré soit le 2, soit le 3.
La probabilité dans ce cas est de 1/3.
Si le dé était tombé sur le numéro 2 (avec une probabilité de 1/3), l'escroc aurait inévitablement retourné le dé et montré le numéro 3. Inversement, si le dé était tombé sur le numéro 3 (également avec une probabilité de 1/3), l'escroc aurait inévitablement montré le numéro 2, et dans ces cas, il n'y a pas d'autre choix.
Par conséquent, après avoir retourné le numéro 2, la probabilité qu'il soit dans le numéro 3 est la probabilité initiale qu'il soit dans le numéro 3 plus la probabilité qu'il soit dans le numéro 2, ce qui devient 2/3.
En revanche, la probabilité d'être numéro 1 ne change pas, elle est donc toujours de 1/3.
Au final, si nous obtenons l'information qu'il n'y a aucune probabilité dans le numéro 2, l'inférence de base correcte consiste à augmenter la probabilité à 2/3 en la donnant au numéro 3 au lieu de diviser en deux la probabilité restante de 1/3 que le numéro 2 avait entre le numéro 1 et le numéro 3.
Par conséquent, nous pouvons conclure qu'il est statistiquement plus avantageux de passer à un bol de riz à 3 bols.

L'univers en expansion
Il a été souligné que la relativité générale est la base de la cosmologie théorique.
En supposant ces principes cosmologiques et en résolvant les équations de champ de la relativité générale, nous pouvons obtenir un modèle de l'univers.
On pense généralement que l'univers lui-même est immobile et ne bouge pas, mais cet univers immobile est en réalité instable.
Dans l'univers, la matière, y compris les galaxies, est répartie, et cette matière s'attire mutuellement car la gravité agit sur elle.
Alors l'univers ne peut pas rester immobile.
Comme ils sont attirés l'un par l'autre, ils finiront par se rassembler au même endroit.
Le bon sens nous dit que l'univers ne peut pas rester immobile.
Même dans la théorie de la relativité générale, un univers stationnaire est instable ; Einstein a donc introduit une constante cosmologique pour rendre l'univers stationnaire.
Ici, la constante cosmologique agit comme une force répulsive en réponse à l'attraction gravitationnelle.
Mais je pense que l'univers n'est pas immobile, mais en expansion.
Le fondement de cette théorie de l'univers en expansion repose sur l'observation du décalage vers le rouge, que nous avons abordée lors du dernier cours.
Lors de l'analyse des bandes lumineuses provenant de corps célestes lointains, nous avons observé que les longueurs d'onde étaient plus longues que la normale, c'est-à-dire qu'elles étaient décalées vers le rouge.
Si l'on interprète cela comme l'effet Doppler, cela signifie que les corps célestes s'éloignent de nous, ce qui signifie en fin de compte que l'univers est en expansion.
L'idée de l'univers en expansion a été établie.
En fait, avant même que Hubble n'observe le décalage vers le rouge, Friedmann et Lemaître (qui était prêtre catholique) avaient déjà démontré, à l'aide des équations de champ de la relativité générale, que l'univers pouvait être en expansion, et avaient discuté des possibilités quant à son évolution future.
Ainsi, en théorie, la relativité générale soutient l'idée d'un univers en expansion, et les observations montrent également que le décalage vers le rouge témoigne de cette expansion.
Il est facile de se méprendre sur ce que signifie ici l'expansion de l'univers.
Par exemple, vous pourriez penser que l'univers est actuellement sphérique et que son rayon augmente constamment.
Mais si l'intérieur de la sphère représente l'univers, alors nous pouvons nous poser la question : qu'y a-t-il à l'extérieur ?
Est-ce le néant, le vide ? Est-ce simplement de l'espace vide, dépourvu de matière ? Non.
Dehors, il n'y a pas seulement pas de matière, mais pas d'espace lui-même.
L'expansion de l'univers signifie que l'espace est en expansion.
Il ne s'agit pas d'un espace vide extérieur dans lequel l'univers s'étend, mais plutôt d'un espace lui-même en train d'être recréé.
Lorsqu'on compare l'expansion d'un ballon lorsqu'on le gonfle à l'expansion de l'univers, il est facile de penser que l'expansion du ballon correspond à l'expansion de l'univers, mais dans cette analogie, l'univers n'est pas l'intérieur du ballon, mais l'extérieur du ballon.
Il s'agit d'une représentation bidimensionnelle de l'univers.
Lorsqu'on gonfle un ballon, comment sa surface extérieure se dilate-t-elle ? Au lieu de combler un espace vide, une nouvelle surface apparaît là où il n'y en avait pas auparavant.
L'espace lui-même s'agrandira bientôt.
Il en va de même pour l'expansion de l'univers.
Il ne s'agit pas d'un espace vide extérieur à l'univers que celui-ci remplirait progressivement. L'espace est tout ce qui existe, et l'espace lui-même se recrée constamment.

L'intelligence artificielle du point de vue des systèmes complexes
Depuis AlphaGo, qui a provoqué un véritable choc dans notre société, l'intelligence artificielle a engendré des prédictions extrêmement contradictoires quant à l'avenir de l'humanité.
Elle a suscité un énorme intérêt en présentant à la fois les espoirs radieux du paradis et les sombres et grises préoccupations de l'avenir.
Pour bien comprendre et traiter ce problème, nous devons d'abord comprendre la véritable nature de l'intelligence.
Qu'est-ce que l'intelligence ? C'est difficile à définir, car c'est un phénomène complexe.
Il est dangereux de traiter les cerveaux dotés d'une telle intelligence comme des machines réductionnistes.
Cela vaut également pour les machines dotées d'intelligence artificielle.
Je ne pense donc pas que nous devions craindre que les machines deviennent plus semblables aux humains.
À l'inverse, le problème est que des personnes qui devraient être perçues dans une perspective holistique de systèmes complexes sont perçues d'un point de vue réductionniste, comme des machines.
En effet, elle rend la pensée profonde impossible et risque d'aliéner l'existence, ce qui finit par abaisser la qualité de la vie humaine et conduire à la destruction de l'humanité.
Nous vivons une époque sans précédent dans l'histoire de l'humanité.
L'humanité peut soit accéder à un niveau de développement supérieur grâce aux progrès scientifiques et à l'industrialisation technologique, soit s'engager sur la voie de la destruction.
Dans ce contexte, l'homme moderne a une mission importante pour son époque, et sa connaissance des sciences est cruciale.
En particulier, pour que la science soit utilisée à bon escient, elle doit devenir un bien commun pour toute la société, et tous les membres de la société doivent avoir un intérêt profond pour la science et une bonne compréhension de celle-ci.
Cela signifie que la pensée scientifique est un véritable rationalisme qui dépasse le positivisme étroit, et non pas simplement une connaissance scientifique.
En outre, le croisement des sciences, de la société et des sciences humaines est crucial pour donner un nouveau sens à la science et à la vie et pour atteindre un niveau de sagesse qui permette une introspection sur l'humanité et le monde – ce que l'on appelle la « conscience globale ».
Il ne s'agit pas de créer une nouvelle frontière dans une perspective réductionniste, mais plutôt de passer du franchissement des frontières à leur démantèlement.
De ce point de vue, nous pensons que la perspective de la complexité conviendra comme approche universelle de la science intégrée et, de plus, des études intégrées.

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