Introduction à la physique quantique.

[Laettie]

Bonjour à tous,

Ceci est mon tout premier message sur ce forum, j’envisageais de m’inscrire depuis un moment déjà et je suis ravie de vous rejoindre.

Depuis quelques temps je m’intéresse à la physique quantique mais mes connaissances dans ce domaine sont quasiment nulles.

Auriez-vous des ouvrages de vulgarisation à me conseiller pour aborder les toutes premières bases de la physique quantique?

Je tiens à préciser que je suis plutôt une littéraire, mes notions de sciences en générales sont plutôt vagues donc je part de loin mais je suis motivée!

Merci d’avance pour vos réponses.
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[Lansberg]

Bonjour et bienvenue,

se lancer dans la physique quantique en partant de presque zéro en sciences physiques c'est un peu comme vouloir interpréter le troisième concerto de Rachmaninov en ne sachant jouer qu'au clair de la Lune avec un doigt !!

Il existe toutefois quelques ouvrages qui tentent de présenter ce vaste domaine :

- 20 petites leçons de physique quantique de Joanne Baker, collection Librio chez Flammarion. Pas de formules ou presque. Une présentation des idées dans le cadre historique. C'est une version abrégée d'un autre ouvrage écrit par cette physicienne.
- Dans le même style mais avec des passages plus compliqués : Le cantique des quantiques de Sven Ortoli et Jean-Pierre Pharabod. Editions La découverte. Ils ont aussi publié Métaphysique quantique.
- La physique quantique sans aspirine. Editions Flammarion. Ça se rapproche de la BD. Sans connaissances de physique, il y a des passages délicats.
- La physique quantique pour les nuls. Je ne connais pas.

[Deedee81]

Salut

j'ai adoré l'étrange histoire des quanta. Vue plus historique mais extrêmement enrichissante.

[ThM55]

Je m'interroge sur les motivations d'une littéraire pour étudier la physique quantique.

La physique, dont la physique quantique est une branche, demande une initiation qui procède par étapes successives, chaque étape s'appuyant sur les connaissances précédemment acquises. Le chemin traditionnel est, très schématiquement, la physique de Galilée et Newton (mouvements, forces, mécanique, astronomie, ...), ensuite l'électromagnétisme (qu'est ce qu'une charge, un courant, un champ électrique, magnétique et comment ils interagissent, ondes, optique ondulatoire et géométrique), puis la thermodynamique (Carnot, Clausius, notion d'entropie, comme cela s'applique au rayonnement), des notions de base de chimie sont aussi pertinentes (atomes, la liaison chimique, les spectres atomiques).

On peut alors aborder la mécanique quantique non relativiste. Et aussi d'autres sujets comme la mécanique des fluides ou la physique statistique.

On suit ces étapes non pas par souci de respecter l'histoire de la physique, mais parce que les domaines en question sont rangés par ordre d'accessibilité à l'expérience et de sophistication mathématique croissante (il est évident que cela introduit une corrélation avec la chronologie historique mais à mon avis ce n'est pas la raison principale et en fait l'histoire fait des détours: il est arrivé que des simplifications aient été introduites plus tard, bien qu'on les présente au début).

La relativité peut venir après mais est bien entendu indispensable pour aborder la mécanique quantique relativiste et sa version plus complète qu'est la théorie quantique des champs.

Malheureusement, du côté "popularisation" de la physique, on ne fait pas les choses comme je le préconise. Il est bien plus vendable de sortir des ouvrages sur la physique quantique ou sur des spéculations cosmologiques que sur la physique de Newton ou de Galilée, c'est bien plus "hype" et attire plus le regard dans les étalages. Tout cela n'est au fond qu'une question de pognon et je trouve que l'honnêteté intellectuelle n'est en général pas en rapport avec les titres universitaires, ni avec le statut de célébrité médiatique, ni avec le nombre impressionnant de bouquins que ces auteurs sortent régulièrement.

Alors je vais vous conseiller quand même deux bouquins qui en valent la peine. Ils ne vous apprendront pas directement la physique quantique, mais il apportent quelques prérequis:

1) Roger Penrose, À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physique (Odile Jacob).
2) Steven Strogatz, Puissance infini: Comment le calcul infinitésimal révèle les secrets de l'univers.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Sethy]

Je m'interroge sur les motivations d'une littéraire pour étudier la physique quantique.

Je suis moins sévère. Aujourd'hui, il y a des vidéos Youtube sur tous les sujets possibles et imaginables . C'est un bien mais comme je l'écrivais dans l'autre discussion, il y a malgré tout un prix à payer.

[bb98]

Bonjour

Juste pour avoir le vocabulaire ceci n'est pas trop mal fait :

https://scienceetonnante.com/2015/10...antique-video/

Bon courage à la primo postante

[Deedee81]

Salut,

Aujourd'hui, il y a des vidéos Youtube sur tous les sujets possibles et imaginables

Il y a même des vidéos sur le fait qu'on trouve des vidéos sur tous les sujets possibles et imaginables. Sans rire !!!!!

il y a malgré tout un prix à payer.

Hélas très élevé. C'est dommage mais assez compréhensible. Youtube n'est pas un médiat scientifique.

EDIT mais j'aime beaucoup scienceetonnante, merci bb98, j'ai même noté de mette sa chaîne en lien dans ma propre chaîne

[Pio2001]

1) Roger Penrose, À la découverte des lois de l'univers: La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physique (Odile Jacob).

Je déconseille absolument !
Il faut minimum bac+5 en math/physique pour comprendre un traître mot de ce bouquin. La physique de Galilée y est introduite à partir de la notion mathématique d'espace fibré. Les équations de Maxwell sont directement données en notation tensorielle relativiste sans passer par la version classique...
Illisible sans une solide formation en maths / physique du supérieur.

Je regarderai de mon côté ce que j'ai une fois que je serai chez moi.

[Lansberg]

Entièrement d'accord. Ouvrage très intéressant mais inabordable pour quelqu'un qui n'a pas de formation scientifique supérieure.

Une autre approche : https://laboutique.edpsciences.fr/pr...e#lg=1&slide=0

[Pio2001]

Voici les livres de vulgarisation que je possède sur la mécanique quantique

Trop court
Carlo Rovelli - Sept Brèves Leçons de Physique (Odile Jacob)
Un chapitre de quelques pages est consacré à la mécanique quantique. Très accessible, bien écrit, il reste malgré tout trop court et on n'y apprend pas grand chose.

Trop spécialisé
Nicolas Gisin - L'impensable Hasard (Odile Jacob)
Ce livre est une explication assez complète du théorème de Bell et des expériences d'Aspect, mais il ne présente pas la mécanique quantique en général. Il ne fait que parler d'une expérience très particulière. En outre, le style d'écriture est assez sec et il faut faire un effort pour le lire jusqu'au bout. Il intéressera plutôt les étudiants qui souhaitent comprendre le fond de la controverse sur cette expérience.

Très bonne présentation du sens et des interprétations de la théorie
Philip Ball - Quantique : au-delà de l'étrange (EDP Sciences)
Un livre que j'ai trouvé passionnant, et un des seuls que j'ai eu envie de relire par la suite (avec "Le Grand Roman" de Manjit Kumar). Malgré tout, ma formation universitaire en mécanique quantique m'a probablement beaucoup aidé à l'apprécier, et je me demande ce qu'une personne non scientifique en penserait. Il est en effet très abstrait.
De plus, il ne présente pas la théorique quantique dans son ensemble.

Beaucoup trop difficile pour un non scientifique
Philippe Miné et Jean-Pierre Pharabod - La Miraculeuse Efficacité de la Théorie Quantique (Odile Jacob)
Ce livre s'adresse à des scientifiques uniquement. Il présente un tour d'horizon du modèle standard de la physique des particules, mais il sera incompréhensible pour un lecteur non initié.

Une passionnante histoire de la découverte de la théorique quantique
Manjit Kumar - Le Grand Roman de la Physique Quantique (Flammarion)
Un pavé de 500 pages (plus les annexes), qu'on lit d'une seule traite. Il présente la biographie des scientifiques ayant participé à l'élaboration de la théorie en décrivant leur quotidien dans les moindres détails, leurs découvertes, leurs discussions, leurs doutes, leurs théories. On pourrait en faire une série sans guère avoir besoin de réécrire quoi que ce soit.
Par contre, pour ce qui est de comprendre la théorie elle-même, ce n'est pas l'idéal.

De la vraie vulgarisation scientifique... à condition de s'accrocher
Jacques Léon - La physique quantique dans tous ses états (Ellipses)
Voilà un véritable exposé de la mécanique quantique, plus équilibré et plus complet que celui de Philip Ball, mais beaucoup plus ardu. En fait, je pense qu'il vaut mieux avoir fait math au lycée pour lire ce livre.
Avec ce livre et celui de Philip Ball, on a tout ce qu'un non scientifique peut rêver de savoir sur la mécanique quantique, et même plus. Par contre, je pense que les deux sont tout de même très difficiles d'accès sans une certaine culture générale en sciences.

Soporifique, mais complet
Joanne Baker - 50 Clés pour Comprendre la Physique Quantique (Dunod)
Plus accessible et plus général que la plupart des autres livres. C'est celui qui représente le mieux l'idée qu'on se fait d'un livre de vulgarisation de la physique quantique pour le grand public. Je l'aurais recommandé avant tous les autres s'il n'était aussi ennuyeux à lire qu'un dictionnaire. Certes, il est bien illustré et divisé en sujets courts et faciles à lire. Mais je trouve qu'il lui manque une étincelle pour accrocher le lecteur.

Deux ou trois concepts fondamentaux parfaitement présentés... dans un scénario un peu décousu et un peu court
Thibault Damour et Mathieu Burniat - Le Mystère du Monde Quantique (Dargaud, bande dessinée)
Dans cette BD, un personnage fictif rend visite aux scientifiques qui ont mis au point la physique quantique, chacun expliquant sa découverte. La partie BD n'est pas terrible, mais la partie scientifique est parfaitement conforme à la théorie, sans nécessiter le moindre bagage scientifique.
Beaucoup moins complet que les autres livres (à part celui de Rovelli), il présente très bien les problèmes d'interprétation de la théorie, mais reste très abstrait.

En conclusion, aucun livre ne me satisfait pleinement en tant que vulgarisation de la physique quantique.
Pour découvrir la théorie à partir de rien, je conseillerais la BD de Thibault Damour et Mathieu Burniat.

[Lansberg]

Soporifique, mais complet
Joanne Baker - 50 Clés pour Comprendre la Physique Quantique (Dunod)
Plus accessible et plus général que la plupart des autres livres. C'est celui qui représente le mieux l'idée qu'on se fait d'un livre de vulgarisation de la physique quantique pour le grand public. Je l'aurais recommandé avant tous les autres s'il n'était aussi ennuyeux à lire qu'un dictionnaire. Certes, il est bien illustré et divisé en sujets courts et faciles à lire. Mais je trouve qu'il lui manque une étincelle pour accrocher le lecteur.

C'est peut-être pour ça que l'auteure a publié la version abrégée que je cite plus haut (20 petites leçons de physique quantique) !

[ThM55]

Je déconseille absolument !
Il faut minimum bac+5 en math/physique pour comprendre un traître mot de ce bouquin. La physique de Galilée y est introduite à partir de la notion mathématique d'espace fibré. Les équations de Maxwell sont directement données en notation tensorielle relativiste sans passer par la version classique...
Illisible sans une solide formation en maths / physique du supérieur.

Je regarderai de mon côté ce que j'ai une fois que je serai chez moi.

C'est vrai que le ce livre n'est pas facile. Mais Penrose explique qu'il y a plusieurs niveaux de lecture. Si les passages plus mathématiques sont trop difficiles, on peut les lire en diagonale pour s'en faire une idée générale et lire les commentaires qui l'entourent. De toute façon, on n'aborde pas ces questions sans faire un minimum d'efforts (oh le vilain mot! Désolé. Il semble que tout ce qui demande de l'effort soit trop "prise de tête" et donc à rejeter).

[Morteen]

Bonjour.

Si Laettie n'est pas scientifique et qu'elle veut une approche à la fois historique et technique de la MQ, pourquoi pas "Helgoland, le sens de la mécanique quantique" de Carlo Rovelli (Flammarion) très facile à lire ?