Un monde si riche et si simple : 10 principes fondamentaux de la réalité
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Description
Introduction au livre
Qu'y a-t-il dans l'univers, et quelles lois régissent son existence ?
De la nature de l'espace-temps à la matière et à l'énergie, en passant par la complexité, la complémentarité et les mystères que nous explorons à la pointe de la recherche,
10 révélations profondes sur un monde plus vaste, plus riche et plus étrange que vous ne le pensez
Prix Nobel de physique 2004, contrats traduits en 14 langues, best-seller Amazon
L'un des plus grands physiciens de notre époque présente des concepts essentiels à la compréhension de la nature et du fonctionnement du monde.
En synthétisant questions fondamentales, faits et spéculations fascinantes, il explore les idées qui façonnent notre compréhension de l'univers : le temps, l'espace, la matière, l'énergie, la complexité et la complémentarité.
En retraçant l'histoire des sciences, nous examinons ce que nous savons et comment nous l'avons acquis, tout en atteignant les limites de la science moderne pour donner un aperçu de ce que nous pourrions bientôt découvrir.
Grâce à sa compréhension magistrale, sa perspective globale qui embrasse tout le spectre des concepts depuis un point de vue élevé, ses explications ingénieuses des principes qu'il saisit et sa joie communicative, la voix de Wilczek révèle aux lecteurs un monde bien plus vaste, plus riche et plus étrange qu'ils ne l'imaginaient, et en même temps, une profonde admiration pour l'intellect et l'imagination humains qui appréhendent cet univers.
Après avoir achevé ce voyage qui élargira votre monde et votre esprit, le monde que vous verrez désormais ne sera plus jamais le même.
De la nature de l'espace-temps à la matière et à l'énergie, en passant par la complexité, la complémentarité et les mystères que nous explorons à la pointe de la recherche,
10 révélations profondes sur un monde plus vaste, plus riche et plus étrange que vous ne le pensez
Prix Nobel de physique 2004, contrats traduits en 14 langues, best-seller Amazon
L'un des plus grands physiciens de notre époque présente des concepts essentiels à la compréhension de la nature et du fonctionnement du monde.
En synthétisant questions fondamentales, faits et spéculations fascinantes, il explore les idées qui façonnent notre compréhension de l'univers : le temps, l'espace, la matière, l'énergie, la complexité et la complémentarité.
En retraçant l'histoire des sciences, nous examinons ce que nous savons et comment nous l'avons acquis, tout en atteignant les limites de la science moderne pour donner un aperçu de ce que nous pourrions bientôt découvrir.
Grâce à sa compréhension magistrale, sa perspective globale qui embrasse tout le spectre des concepts depuis un point de vue élevé, ses explications ingénieuses des principes qu'il saisit et sa joie communicative, la voix de Wilczek révèle aux lecteurs un monde bien plus vaste, plus riche et plus étrange qu'ils ne l'imaginaient, et en même temps, une profonde admiration pour l'intellect et l'imagination humains qui appréhendent cet univers.
Après avoir achevé ce voyage qui élargira votre monde et votre esprit, le monde que vous verrez désormais ne sera plus jamais le même.
- Vous pouvez consulter un aperçu du contenu du livre.
Aperçu
indice
Introduction : Renaissance
Introduction
JE.
Les choses qui existent
1.
Il y a beaucoup d'espace
2.
Ayez tout votre temps.
3.
Les ingrédients sont très petits
4.
Il y a très peu de règles
5.
Abondant en matière et en énergie
II.
Début et fin
6.
L'histoire de l'univers est un livre ouvert.
7.
La complexité émerge
8.
Il y a encore beaucoup à voir.
9.
Le mystère demeure.
10.
La complémentarité élargit l'esprit
Message sortant : Le long voyage du retour
Remerciements
supplément
Note du traducteur
Recherche
Introduction
JE.
Les choses qui existent
1.
Il y a beaucoup d'espace
2.
Ayez tout votre temps.
3.
Les ingrédients sont très petits
4.
Il y a très peu de règles
5.
Abondant en matière et en énergie
II.
Début et fin
6.
L'histoire de l'univers est un livre ouvert.
7.
La complexité émerge
8.
Il y a encore beaucoup à voir.
9.
Le mystère demeure.
10.
La complémentarité élargit l'esprit
Message sortant : Le long voyage du retour
Remerciements
supplément
Note du traducteur
Recherche
Image détaillée
Dans le livre
La conclusion la plus fondamentale est que l'on retrouve les mêmes types de matière partout dans l'univers.
De plus, nous constatons que les mêmes lois s'appliquent partout.
Deuxièmement, nous observons que la matière est organisée selon une structure hiérarchique.
Où que vous regardiez dans l'univers, il y a des étoiles.
Les étoiles ont tendance à se regrouper pour former des galaxies, qui sont composées d'environ des millions à des milliards d'étoiles.
...
Troisièmement, tous ces éléments sont répartis de manière presque uniforme dans tout l'univers.
Nous avons constaté que la densité des galaxies est à peu près la même dans toutes les directions et à toutes les distances.
...
La même matière est organisée de la même manière et est répartie de façon uniforme et abondante dans tout l'univers observable.
--- p.47-48
Tenter de voir des objets plus petits que les vagues à l'aide des vagues, c'est comme essayer d'attraper une bille avec des gants de boxe.
La longueur d'onde de la lumière visible est d'environ un demi-millionième de mètre ; par conséquent, les microscopes qui utilisent la lumière visible pour obtenir des images apparaissent flous à des distances inférieures à cette valeur.
--- p.61
La réponse suivante est souvent attribuée à tort à Einstein, mais elle a été attribuée pour la première fois à l'écrivain de science-fiction Ray Cummings.
« C’est le temps qui empêche les choses d’arriver toutes en même temps. » Une autre réponse significative qui, à première vue, ne semble pas sérieuse.
« Le temps se mesure à l’horloge. » Mais je crois que c’est là le germe de la bonne réponse.
Nous devons commencer par ici.
--- p.78-79
Les gravitons n'ont jamais été observés sous forme de particules individuelles.
Ceci s'explique par le fait que les gravitons interagissent si faiblement avec la matière ordinaire qu'il est pratiquement impossible de les observer.
Ce que l'on observe, c'est la force de gravité, et récemment, des ondes gravitationnelles ont également été observées.
En théorie, ces effets observables résultent de l'action cumulative de nombreuses particules individuelles.
--- p.132
Lorsque j'ai débuté comme physicien, je me suis concentré sur l'étude des particules fondamentales au sens traditionnel du terme.
Mais bien avant cela, j'avais assisté à une conférence donnée par un scientifique des laboratoires Bell, que j'avais visités pendant mes études.
Lorsqu'il nous a expliqué ses recherches, il a dit que les phonons sont des quanta de vibration.
Je ne comprenais pas ce qu'il disait, mais je trouvais que c'était la chose la plus merveilleuse que j'aie jamais entendue.
Les trois concepts étranges de phonons, de vibrations et de quanta entrèrent en résonance et, en un sens, ne firent plus qu'un.
--- p.136
Si l'on considère la matière comme un foyer pour les quasi-particules, une question profonde se pose immédiatement.
Se pourrait-il que « l'espace vide » soit lui-même de la matière, et que ses quasi-particules soient nos « particules élémentaires » ? Nous pouvons et devrions le concevoir ainsi.
Il s'agit d'une piste de réflexion très productive, que nous explorerons plus en détail ultérieurement.
--- p.138-139
L'interaction nucléaire faible agit partout où il y a des quarks.
De plus, l'interaction faible peut convertir les neutrons en protons non seulement lorsqu'ils sont isolés, mais aussi lorsqu'ils se trouvent à l'intérieur d'un noyau atomique.
Après cela, le nouveau noyau gagne un proton et perd un neutron (un électron et un antineutrino s'échappent).
Le nombre de protons dans le noyau d'un atome détermine ses propriétés électriques, et donc ses propriétés chimiques ; par conséquent, la force nucléaire faible provoque la transformation chimique des atomes en atomes différents.
Voilà ce à quoi aspiraient les alchimistes, mais que les pionniers de la chimie moderne jugeaient impossible.
L'interaction nucléaire faible opère l'alchimie de la nature.
--- p.177
Comparons un peu l'échelle de l'énergie cosmique à l'échelle humaine.
L'apport nutritionnel typique pour un adulte est de 2 000 calories par jour.
Cela correspond approximativement à l'énergie nécessaire pour allumer une ampoule de 100 watts.
Si vous continuez à utiliser cette énergie pendant un an, cela équivaut à 3 milliards de joules.
...
Appelons cette quantité d'énergie nécessaire à une personne pendant un an 1아HUMAN (prononcé « un humain »).
Environ 20 % de cette énergie est utilisée pour l'activité cérébrale.
La consommation énergétique mondiale en 2020 est d'environ 190 milliards d'heures-personnes.
La population mondiale en 2020 était d'environ 7,5 milliards d'habitants, chaque personne consommait donc environ 25 heures d'énergie humaine.
...
Les Américains utilisent environ 95 CTA par personne.
La production énergétique annuelle du soleil suffirait à alimenter environ 500 billions d'êtres humains.
...
Plus modestement, en ne considérant que l'énergie solaire qui atteint la Terre, nous ne pourrions récolter « que » 10 000 fois notre consommation énergétique actuelle.
Cette valeur représente un chiffre plus réaliste pour évaluer le potentiel économique de l'énergie solaire.
Il est clair qu'il existe un potentiel de croissance important, même sans Dyson.
--- p.188-189
L'instabilité gravitationnelle, principale cause de l'émergence de la complexité dans l'univers, est un type d'effet Matthieu.
Dans les zones plus denses de l'espace, des forces gravitationnelles plus fortes attirent davantage de matière, augmentant ainsi sa densité.
En revanche, les zones à plus faible densité sont, en moyenne, désavantagées par la concurrence et se vident progressivement.
--- p.232
C’est pourquoi, même si nous comprenions parfaitement les lois fondamentales, il ne s’agirait pas d’une « théorie du tout » ni de la « fin de la science » (deux expressions que je trouve profondément irritantes, car elles sont si souvent employées dans la vulgarisation scientifique). Nous aurions toujours besoin d’une explication complémentaire de la réalité.
Il restera encore d'immenses questions sans réponse et de grandes recherches scientifiques à mener.
--- p.307
Ainsi, la complémentarité est une invitation à considérer différentes perspectives.
Par complémentarité, les questions, les faits et les attitudes inconnus offrent des opportunités d'apprendre sur de nouvelles perspectives et sur des choses qui ne peuvent être vues que de ce point de vue.
La complémentarité élargit les horizons.
De plus, nous constatons que les mêmes lois s'appliquent partout.
Deuxièmement, nous observons que la matière est organisée selon une structure hiérarchique.
Où que vous regardiez dans l'univers, il y a des étoiles.
Les étoiles ont tendance à se regrouper pour former des galaxies, qui sont composées d'environ des millions à des milliards d'étoiles.
...
Troisièmement, tous ces éléments sont répartis de manière presque uniforme dans tout l'univers.
Nous avons constaté que la densité des galaxies est à peu près la même dans toutes les directions et à toutes les distances.
...
La même matière est organisée de la même manière et est répartie de façon uniforme et abondante dans tout l'univers observable.
--- p.47-48
Tenter de voir des objets plus petits que les vagues à l'aide des vagues, c'est comme essayer d'attraper une bille avec des gants de boxe.
La longueur d'onde de la lumière visible est d'environ un demi-millionième de mètre ; par conséquent, les microscopes qui utilisent la lumière visible pour obtenir des images apparaissent flous à des distances inférieures à cette valeur.
--- p.61
La réponse suivante est souvent attribuée à tort à Einstein, mais elle a été attribuée pour la première fois à l'écrivain de science-fiction Ray Cummings.
« C’est le temps qui empêche les choses d’arriver toutes en même temps. » Une autre réponse significative qui, à première vue, ne semble pas sérieuse.
« Le temps se mesure à l’horloge. » Mais je crois que c’est là le germe de la bonne réponse.
Nous devons commencer par ici.
--- p.78-79
Les gravitons n'ont jamais été observés sous forme de particules individuelles.
Ceci s'explique par le fait que les gravitons interagissent si faiblement avec la matière ordinaire qu'il est pratiquement impossible de les observer.
Ce que l'on observe, c'est la force de gravité, et récemment, des ondes gravitationnelles ont également été observées.
En théorie, ces effets observables résultent de l'action cumulative de nombreuses particules individuelles.
--- p.132
Lorsque j'ai débuté comme physicien, je me suis concentré sur l'étude des particules fondamentales au sens traditionnel du terme.
Mais bien avant cela, j'avais assisté à une conférence donnée par un scientifique des laboratoires Bell, que j'avais visités pendant mes études.
Lorsqu'il nous a expliqué ses recherches, il a dit que les phonons sont des quanta de vibration.
Je ne comprenais pas ce qu'il disait, mais je trouvais que c'était la chose la plus merveilleuse que j'aie jamais entendue.
Les trois concepts étranges de phonons, de vibrations et de quanta entrèrent en résonance et, en un sens, ne firent plus qu'un.
--- p.136
Si l'on considère la matière comme un foyer pour les quasi-particules, une question profonde se pose immédiatement.
Se pourrait-il que « l'espace vide » soit lui-même de la matière, et que ses quasi-particules soient nos « particules élémentaires » ? Nous pouvons et devrions le concevoir ainsi.
Il s'agit d'une piste de réflexion très productive, que nous explorerons plus en détail ultérieurement.
--- p.138-139
L'interaction nucléaire faible agit partout où il y a des quarks.
De plus, l'interaction faible peut convertir les neutrons en protons non seulement lorsqu'ils sont isolés, mais aussi lorsqu'ils se trouvent à l'intérieur d'un noyau atomique.
Après cela, le nouveau noyau gagne un proton et perd un neutron (un électron et un antineutrino s'échappent).
Le nombre de protons dans le noyau d'un atome détermine ses propriétés électriques, et donc ses propriétés chimiques ; par conséquent, la force nucléaire faible provoque la transformation chimique des atomes en atomes différents.
Voilà ce à quoi aspiraient les alchimistes, mais que les pionniers de la chimie moderne jugeaient impossible.
L'interaction nucléaire faible opère l'alchimie de la nature.
--- p.177
Comparons un peu l'échelle de l'énergie cosmique à l'échelle humaine.
L'apport nutritionnel typique pour un adulte est de 2 000 calories par jour.
Cela correspond approximativement à l'énergie nécessaire pour allumer une ampoule de 100 watts.
Si vous continuez à utiliser cette énergie pendant un an, cela équivaut à 3 milliards de joules.
...
Appelons cette quantité d'énergie nécessaire à une personne pendant un an 1아HUMAN (prononcé « un humain »).
Environ 20 % de cette énergie est utilisée pour l'activité cérébrale.
La consommation énergétique mondiale en 2020 est d'environ 190 milliards d'heures-personnes.
La population mondiale en 2020 était d'environ 7,5 milliards d'habitants, chaque personne consommait donc environ 25 heures d'énergie humaine.
...
Les Américains utilisent environ 95 CTA par personne.
La production énergétique annuelle du soleil suffirait à alimenter environ 500 billions d'êtres humains.
...
Plus modestement, en ne considérant que l'énergie solaire qui atteint la Terre, nous ne pourrions récolter « que » 10 000 fois notre consommation énergétique actuelle.
Cette valeur représente un chiffre plus réaliste pour évaluer le potentiel économique de l'énergie solaire.
Il est clair qu'il existe un potentiel de croissance important, même sans Dyson.
--- p.188-189
L'instabilité gravitationnelle, principale cause de l'émergence de la complexité dans l'univers, est un type d'effet Matthieu.
Dans les zones plus denses de l'espace, des forces gravitationnelles plus fortes attirent davantage de matière, augmentant ainsi sa densité.
En revanche, les zones à plus faible densité sont, en moyenne, désavantagées par la concurrence et se vident progressivement.
--- p.232
C’est pourquoi, même si nous comprenions parfaitement les lois fondamentales, il ne s’agirait pas d’une « théorie du tout » ni de la « fin de la science » (deux expressions que je trouve profondément irritantes, car elles sont si souvent employées dans la vulgarisation scientifique). Nous aurions toujours besoin d’une explication complémentaire de la réalité.
Il restera encore d'immenses questions sans réponse et de grandes recherches scientifiques à mener.
--- p.307
Ainsi, la complémentarité est une invitation à considérer différentes perspectives.
Par complémentarité, les questions, les faits et les attitudes inconnus offrent des opportunités d'apprendre sur de nouvelles perspectives et sur des choses qui ne peuvent être vues que de ce point de vue.
La complémentarité élargit les horizons.
--- p.310
Avis de l'éditeur
Une conférence sur l'univers physique donnée par le plus grand physicien vivant
Frank Wilczek a partagé le prix Nobel de physique 2004 avec David Gross et David Politzer pour leurs recherches menées durant leurs études doctorales.
Cela était dû à sa « découverte de la liberté asymptotique dans la théorie nucléaire forte », qui tentait une nouvelle approche théorique pour expliquer le comportement étrange des quarks, dont la force mutuelle augmente à mesure qu'ils s'éloignent et qui deviennent insensibles l'un à l'autre lorsqu'ils se rapprochent extrêmement.
Il a eu l'immense chance de remporter le prix Nobel pour ses recherches au début de la vingtaine, mais il ne s'est pas arrêté là. Il a continué d'enrichir le monde de la physique en proposant de nombreuses idées importantes et novatrices.
La particule qu'il a nommée « Axion » en 1977 est une candidate sérieuse pour la matière noire et est actuellement suivie par plusieurs équipes de recherche à travers le monde, et le « Cristal temporel » qu'il a proposé en 2012 a depuis été observé par de multiples équipes de recherche, confirmant son existence.
La quasi-particule porteuse de mémoire qu'il a introduite, « Anion », est utilisée dans le développement de l'ordinateur quantique de Microsoft.
Outre ses travaux en physique, il se passionne également pour l'écriture, reflétant son intérêt pour divers domaines tels que la philosophie, l'art et les technologies du futur. Il signe une chronique mensuelle intitulée « L'Univers de Wilczek » dans le Wall Street Journal et a également contribué à de nombreux articles pour Physics Today, Nova et Quanta Magazine.
Ce livre de vulgarisation rare, écrit par un lauréat du prix Nobel de physique, révèle le talent de Wilczek, à la fois comme physicien de premier ordre et comme écrivain aux multiples facettes et de longue date.
Le récit de l'auteur se déploie avec une grande fluidité, transcendant sans cesse les frontières des disciplines et des champs académiques traditionnels. Il embrasse non seulement son domaine de prédilection, la physique théorique, mais aussi l'astronomie, la cosmologie, la biologie, l'avenir des technologies, l'art et même la morale humaine. Ainsi, le lecteur acquiert une compréhension approfondie des faits physiques découverts par la science moderne et participe à une réflexion sur l'univers et l'existence humaine.
Que sait la physique moderne, et comment ? Que découvrira-t-elle bientôt ?
Comme indiqué dans la préface, ce livre est écrit pour les innombrables personnes qu'il a rencontrées et qui étaient « curieuses du monde physique et désireuses d'apprendre ce que la physique moderne a à offrir...
Il est le fruit d'un effort visant à transmettre « le message central de la physique moderne aussi simplement que possible, sans compromettre la précision », en réponse aux besoins d'un public « intelligent mais mal informé ».
Nous avons sélectionné dix principes et les avons expliqués un par un dans chaque chapitre, en y ajoutant des perspectives et des spéculations sur les développements futurs.
De la géométrie de la Grèce antique à la recherche scientifique de pointe d'aujourd'hui, du Big Bang au futur lointain de l'univers, des particules élémentaires à l'énergie sombre, de l'évolution de la matière à la capacité humaine de raisonner, nous explorons ce qui compose cet univers et pourquoi il est ainsi.
L'univers, vaste et vieux de 13,8 milliards d'années, est composé d'un nombre étonnamment uniforme d'éléments, tous régis par une poignée de lois physiques.
Pour expliquer cela, l'auteur ramène le lecteur aux origines de l'univers, dans un futur lointain, et offre une esquisse concise mais élégante des complexités qui ont donné naissance aux corps célestes, à la vie, à la société humaine, à la culture et à l'art.
Des découvertes rendues possibles par les microscopes, les télescopes et la spectroscopie, à la détection du boson de Higgs au LHC et des ondes gravitationnelles à LIGO, cet ouvrage montre également comment notre perception du monde physique s'est élargie et jusqu'où elle peut aller.
De nombreuses théories et concepts apparaissent, mais plutôt que de simplement les expliquer de manière simple et ludique, le livre explique leur signification dans le contexte général et global, et va au-delà de l'explication des théories acceptées pour présenter ses propres réflexions, son imagination et ses perspectives.
Par exemple, le chapitre 3 fournit une explication assez détaillée des propriétés des particules élémentaires, masse/charge/spin, et aborde ensuite des sujets qui feront l'objet de nouvelles découvertes à l'avenir, tels que les « quasi-particules » et les « matériaux intelligents ».
Les anecdotes personnelles de Wilczek, comme la façon dont lui, mathématicien, a fini par étudier la physique théorique et pourquoi il a nommé une nouvelle particule « axion », sont ajoutées de temps à autre pour capter l'attention du lecteur.
Idées clés sur un monde plus vaste, plus riche et plus étrange que vous ne le pensez
« Ce livre présente la physique moderne et l’univers au grand public dans une perspective aussi large que possible. »
Les lecteurs de tous niveaux, et pas seulement le grand public, trouveront quelque chose à gagner à la lecture de ce livre.
Plus vous en saurez sur ce sujet, plus vous en tirerez profit.
Il couvre l'univers et la physique dans leur ensemble, mais il n'est pas très long.
Il explique ce qui existe dans l'univers, quelles lois suivent ces êtres et quel rôle jouent ces principes et ces lois dans la structure de l'univers que nous observons aujourd'hui.
Ce livre n'entre pas dans les détails les plus subtils de la physique, mais il explique pourquoi la relativité générale a dû être développée et sur quelles hypothèses elle repose.
Nous pouvons également en apprendre davantage sur l'importance de la détection de la particule de Higgs et de la détection des ondes gravitationnelles.
« Il offre un bref aperçu des problèmes auxquels est confrontée la cosmologie du Big Bang, le Modèle Standard (que l’auteur appelle le « noyau »), la difficulté de l’améliorer et les perspectives d’amélioration. » (Extrait de la note du traducteur) Voici quelques-unes des idées intéressantes du livre, extraites du texte et de la note du traducteur.
● L’espace-temps est aussi une forme de matière (pp. 71-73)
Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, l'espace est une forme de matière.
Il se plie et bouge.
Des calculs prenant en compte à la fois la relativité générale et la mécanique quantique montrent que l'espace est comme une gelée en perpétuelle fluctuation.
L'espace est constitué d'un très grand nombre d'unités identiques appelées « particules spatiales », chacune pouvant entrer en contact avec ses voisines, échanger des messages, fusionner ou se scinder, naître et disparaître.
● La localité joue un rôle important dans l'univers (pp. 103-111)
Ce qui arrive ensuite à un objet dépend uniquement des conditions qui règnent à proximité immédiate de cet objet.
C'est la localité.
Grâce à cela, lors de l'élaboration des lois, nous n'avons pas besoin de prendre en compte l'univers entier ni toute l'histoire.
Si vous portez simplement suffisamment d'attention à l'ici et maintenant, vous pouvez contrôler toutes les conditions qui en découlent.
Un médium capable de faire tourner une cuillère à distance ne pourrait jamais modifier légèrement la fréquence d'une horloge atomique.
Même si cela est possible avec seulement une fraction de l'énergie nécessaire pour plier une cuillère.
Parce que le principe de localité se vérifie.
● Les champs doivent être considérés comme plus importants que les particules (pp. 144-155)
Autrefois, le « champ » était considéré comme un élément supplémentaire qui complétait les particules, mais au cours du XXe siècle, il a pris la place des particules.
Aujourd'hui, nous comprenons qu'il existe une réalité plus profonde et plus complète cachée à l'intérieur, et que les particules en sont les manifestations.
Les particules sont des avatars des champs.
La raison pour laquelle tous les photons sont identiques est que les particules sont créées à la suite de perturbations d'un même champ universel.
On peut dire que les champs et les particules sont deux aspects d'une même réalité.
En bref, les règles du champ quantique.
● Non seulement le temps est abondant dans l’univers, mais le temps en nous l’est tout autant (pp. 90-91).
Quand on considère les 13,8 milliards d'années d'histoire de l'univers, la vie paraît n'être qu'un instant fugace.
Mais si on y réfléchit, la durée de vie humaine est plutôt longue.
Cent ans, c'est assez de temps pour que nous puissions traiter un billion de scènes et avoir un milliard de pensées.
Nous sommes émerveillés par les génies qui ont accompli des choses trop grandes et extraordinaires pour être attribuées à une seule personne, et nous nous demandons comment ils ont pu accomplir autant en si peu de temps, alors que nous disposons tous de ce temps en abondance.
● Les choses les plus ordinaires et les plus simples sont les plus profondes (pp. 69-70, 231-241)
L'univers est d'une uniformité étonnante.
L'univers entier est rempli de la même matière, et tous les électrons sont identiques.
Ce sont ces principes simples et ordinaires qui ont des effets profonds sur les moindres détails de l'immensité de l'univers.
Étonnamment, c'est pour cette raison que l'univers est régi par les lois de la physique, et que des structures se créent en son sein qui permettent l'émergence d'êtres d'une complexité comparable à celle de l'être humain.
Le conservatisme radical fut l'innovation essentielle de la révolution scientifique (pp. 24-25).
La combinaison de ces deux attitudes — l’humilité de respecter les faits et d’apprendre de la nature, et l’audace systématique d’appliquer ce que nous avons appris au-delà de son cadre initial et dans toutes les limites possibles — peut être qualifiée de « conservatisme radical », et c’est là l’aspect fondamental de la méthode scientifique.
La science reste à la pointe du progrès en respectant les faits et en apprenant de la nature (conservatisme) et en les appliquant partout où ils sont utiles (radicalisme).
● Il est étonnant que nous comprenions l’univers, même s’il est imparfait (pp. 9-10).
Le message le plus fondamental est peut-être que nous comprenons très profondément le monde physique.
Comme l'a dit Albert Einstein, le fait que nous puissions comprendre l'univers est un miracle.
Comprendre le monde à travers le prisme de la science, c'est comme renaître.
Quels sont donc les avantages d'apprendre ces principes fondamentaux ? Dès leur plus jeune âge, les êtres humains construisent des modèles du monde à travers leurs expériences, dans les limites de leurs perceptions et de leur environnement.
Bien que ces modèles soient certainement utiles dans notre vie quotidienne, la science moderne montre que le monde physique est très différent de ces modèles.
La science offre une perception élargie au-delà des cinq sens, et en reconstruisant les informations reçues grâce à cette perception, nous pouvons comprendre l'univers avec plus de précision.
Lorsque nous apprenons à voir le monde de cette nouvelle manière, nous pouvons le comprendre en profondeur.
Selon l'auteur, appréhender le monde de cette manière est une expérience comparable à une « renaissance ».
« Le processus de renaissance peut être déroutant. »
Mais cela peut aussi être une expérience palpitante, comme faire un tour de montagnes russes.
Et ce processus apporte des cadeaux.
« Pour ceux qui renaissent grâce à la science, le monde apparaît neuf, clair et d’une richesse surprenante. » _Page 19
Frank Wilczek a partagé le prix Nobel de physique 2004 avec David Gross et David Politzer pour leurs recherches menées durant leurs études doctorales.
Cela était dû à sa « découverte de la liberté asymptotique dans la théorie nucléaire forte », qui tentait une nouvelle approche théorique pour expliquer le comportement étrange des quarks, dont la force mutuelle augmente à mesure qu'ils s'éloignent et qui deviennent insensibles l'un à l'autre lorsqu'ils se rapprochent extrêmement.
Il a eu l'immense chance de remporter le prix Nobel pour ses recherches au début de la vingtaine, mais il ne s'est pas arrêté là. Il a continué d'enrichir le monde de la physique en proposant de nombreuses idées importantes et novatrices.
La particule qu'il a nommée « Axion » en 1977 est une candidate sérieuse pour la matière noire et est actuellement suivie par plusieurs équipes de recherche à travers le monde, et le « Cristal temporel » qu'il a proposé en 2012 a depuis été observé par de multiples équipes de recherche, confirmant son existence.
La quasi-particule porteuse de mémoire qu'il a introduite, « Anion », est utilisée dans le développement de l'ordinateur quantique de Microsoft.
Outre ses travaux en physique, il se passionne également pour l'écriture, reflétant son intérêt pour divers domaines tels que la philosophie, l'art et les technologies du futur. Il signe une chronique mensuelle intitulée « L'Univers de Wilczek » dans le Wall Street Journal et a également contribué à de nombreux articles pour Physics Today, Nova et Quanta Magazine.
Ce livre de vulgarisation rare, écrit par un lauréat du prix Nobel de physique, révèle le talent de Wilczek, à la fois comme physicien de premier ordre et comme écrivain aux multiples facettes et de longue date.
Le récit de l'auteur se déploie avec une grande fluidité, transcendant sans cesse les frontières des disciplines et des champs académiques traditionnels. Il embrasse non seulement son domaine de prédilection, la physique théorique, mais aussi l'astronomie, la cosmologie, la biologie, l'avenir des technologies, l'art et même la morale humaine. Ainsi, le lecteur acquiert une compréhension approfondie des faits physiques découverts par la science moderne et participe à une réflexion sur l'univers et l'existence humaine.
Que sait la physique moderne, et comment ? Que découvrira-t-elle bientôt ?
Comme indiqué dans la préface, ce livre est écrit pour les innombrables personnes qu'il a rencontrées et qui étaient « curieuses du monde physique et désireuses d'apprendre ce que la physique moderne a à offrir...
Il est le fruit d'un effort visant à transmettre « le message central de la physique moderne aussi simplement que possible, sans compromettre la précision », en réponse aux besoins d'un public « intelligent mais mal informé ».
Nous avons sélectionné dix principes et les avons expliqués un par un dans chaque chapitre, en y ajoutant des perspectives et des spéculations sur les développements futurs.
De la géométrie de la Grèce antique à la recherche scientifique de pointe d'aujourd'hui, du Big Bang au futur lointain de l'univers, des particules élémentaires à l'énergie sombre, de l'évolution de la matière à la capacité humaine de raisonner, nous explorons ce qui compose cet univers et pourquoi il est ainsi.
L'univers, vaste et vieux de 13,8 milliards d'années, est composé d'un nombre étonnamment uniforme d'éléments, tous régis par une poignée de lois physiques.
Pour expliquer cela, l'auteur ramène le lecteur aux origines de l'univers, dans un futur lointain, et offre une esquisse concise mais élégante des complexités qui ont donné naissance aux corps célestes, à la vie, à la société humaine, à la culture et à l'art.
Des découvertes rendues possibles par les microscopes, les télescopes et la spectroscopie, à la détection du boson de Higgs au LHC et des ondes gravitationnelles à LIGO, cet ouvrage montre également comment notre perception du monde physique s'est élargie et jusqu'où elle peut aller.
De nombreuses théories et concepts apparaissent, mais plutôt que de simplement les expliquer de manière simple et ludique, le livre explique leur signification dans le contexte général et global, et va au-delà de l'explication des théories acceptées pour présenter ses propres réflexions, son imagination et ses perspectives.
Par exemple, le chapitre 3 fournit une explication assez détaillée des propriétés des particules élémentaires, masse/charge/spin, et aborde ensuite des sujets qui feront l'objet de nouvelles découvertes à l'avenir, tels que les « quasi-particules » et les « matériaux intelligents ».
Les anecdotes personnelles de Wilczek, comme la façon dont lui, mathématicien, a fini par étudier la physique théorique et pourquoi il a nommé une nouvelle particule « axion », sont ajoutées de temps à autre pour capter l'attention du lecteur.
Idées clés sur un monde plus vaste, plus riche et plus étrange que vous ne le pensez
« Ce livre présente la physique moderne et l’univers au grand public dans une perspective aussi large que possible. »
Les lecteurs de tous niveaux, et pas seulement le grand public, trouveront quelque chose à gagner à la lecture de ce livre.
Plus vous en saurez sur ce sujet, plus vous en tirerez profit.
Il couvre l'univers et la physique dans leur ensemble, mais il n'est pas très long.
Il explique ce qui existe dans l'univers, quelles lois suivent ces êtres et quel rôle jouent ces principes et ces lois dans la structure de l'univers que nous observons aujourd'hui.
Ce livre n'entre pas dans les détails les plus subtils de la physique, mais il explique pourquoi la relativité générale a dû être développée et sur quelles hypothèses elle repose.
Nous pouvons également en apprendre davantage sur l'importance de la détection de la particule de Higgs et de la détection des ondes gravitationnelles.
« Il offre un bref aperçu des problèmes auxquels est confrontée la cosmologie du Big Bang, le Modèle Standard (que l’auteur appelle le « noyau »), la difficulté de l’améliorer et les perspectives d’amélioration. » (Extrait de la note du traducteur) Voici quelques-unes des idées intéressantes du livre, extraites du texte et de la note du traducteur.
● L’espace-temps est aussi une forme de matière (pp. 71-73)
Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, l'espace est une forme de matière.
Il se plie et bouge.
Des calculs prenant en compte à la fois la relativité générale et la mécanique quantique montrent que l'espace est comme une gelée en perpétuelle fluctuation.
L'espace est constitué d'un très grand nombre d'unités identiques appelées « particules spatiales », chacune pouvant entrer en contact avec ses voisines, échanger des messages, fusionner ou se scinder, naître et disparaître.
● La localité joue un rôle important dans l'univers (pp. 103-111)
Ce qui arrive ensuite à un objet dépend uniquement des conditions qui règnent à proximité immédiate de cet objet.
C'est la localité.
Grâce à cela, lors de l'élaboration des lois, nous n'avons pas besoin de prendre en compte l'univers entier ni toute l'histoire.
Si vous portez simplement suffisamment d'attention à l'ici et maintenant, vous pouvez contrôler toutes les conditions qui en découlent.
Un médium capable de faire tourner une cuillère à distance ne pourrait jamais modifier légèrement la fréquence d'une horloge atomique.
Même si cela est possible avec seulement une fraction de l'énergie nécessaire pour plier une cuillère.
Parce que le principe de localité se vérifie.
● Les champs doivent être considérés comme plus importants que les particules (pp. 144-155)
Autrefois, le « champ » était considéré comme un élément supplémentaire qui complétait les particules, mais au cours du XXe siècle, il a pris la place des particules.
Aujourd'hui, nous comprenons qu'il existe une réalité plus profonde et plus complète cachée à l'intérieur, et que les particules en sont les manifestations.
Les particules sont des avatars des champs.
La raison pour laquelle tous les photons sont identiques est que les particules sont créées à la suite de perturbations d'un même champ universel.
On peut dire que les champs et les particules sont deux aspects d'une même réalité.
En bref, les règles du champ quantique.
● Non seulement le temps est abondant dans l’univers, mais le temps en nous l’est tout autant (pp. 90-91).
Quand on considère les 13,8 milliards d'années d'histoire de l'univers, la vie paraît n'être qu'un instant fugace.
Mais si on y réfléchit, la durée de vie humaine est plutôt longue.
Cent ans, c'est assez de temps pour que nous puissions traiter un billion de scènes et avoir un milliard de pensées.
Nous sommes émerveillés par les génies qui ont accompli des choses trop grandes et extraordinaires pour être attribuées à une seule personne, et nous nous demandons comment ils ont pu accomplir autant en si peu de temps, alors que nous disposons tous de ce temps en abondance.
● Les choses les plus ordinaires et les plus simples sont les plus profondes (pp. 69-70, 231-241)
L'univers est d'une uniformité étonnante.
L'univers entier est rempli de la même matière, et tous les électrons sont identiques.
Ce sont ces principes simples et ordinaires qui ont des effets profonds sur les moindres détails de l'immensité de l'univers.
Étonnamment, c'est pour cette raison que l'univers est régi par les lois de la physique, et que des structures se créent en son sein qui permettent l'émergence d'êtres d'une complexité comparable à celle de l'être humain.
Le conservatisme radical fut l'innovation essentielle de la révolution scientifique (pp. 24-25).
La combinaison de ces deux attitudes — l’humilité de respecter les faits et d’apprendre de la nature, et l’audace systématique d’appliquer ce que nous avons appris au-delà de son cadre initial et dans toutes les limites possibles — peut être qualifiée de « conservatisme radical », et c’est là l’aspect fondamental de la méthode scientifique.
La science reste à la pointe du progrès en respectant les faits et en apprenant de la nature (conservatisme) et en les appliquant partout où ils sont utiles (radicalisme).
● Il est étonnant que nous comprenions l’univers, même s’il est imparfait (pp. 9-10).
Le message le plus fondamental est peut-être que nous comprenons très profondément le monde physique.
Comme l'a dit Albert Einstein, le fait que nous puissions comprendre l'univers est un miracle.
Comprendre le monde à travers le prisme de la science, c'est comme renaître.
Quels sont donc les avantages d'apprendre ces principes fondamentaux ? Dès leur plus jeune âge, les êtres humains construisent des modèles du monde à travers leurs expériences, dans les limites de leurs perceptions et de leur environnement.
Bien que ces modèles soient certainement utiles dans notre vie quotidienne, la science moderne montre que le monde physique est très différent de ces modèles.
La science offre une perception élargie au-delà des cinq sens, et en reconstruisant les informations reçues grâce à cette perception, nous pouvons comprendre l'univers avec plus de précision.
Lorsque nous apprenons à voir le monde de cette nouvelle manière, nous pouvons le comprendre en profondeur.
Selon l'auteur, appréhender le monde de cette manière est une expérience comparable à une « renaissance ».
« Le processus de renaissance peut être déroutant. »
Mais cela peut aussi être une expérience palpitante, comme faire un tour de montagnes russes.
Et ce processus apporte des cadeaux.
« Pour ceux qui renaissent grâce à la science, le monde apparaît neuf, clair et d’une richesse surprenante. » _Page 19
SPÉCIFICATIONS DES PRODUITS
- Date de publication : 25 avril 2022
- Format : Guide de reliure de livres à couverture rigide
Nombre de pages, poids, dimensions : 360 pages | 444 g | 124 × 190 × 30 mm
- ISBN13 : 9788934961741
- ISBN10 : 8934961740
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Langue coréenne
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