• En physique, la pensée semble souvent moins présente que la technique mathématique ou la technique expérimentale. Pourtant, ni les formules, ni les expériences ne peuvent suffire à la compréhension complète d'un phénomène ; le contexte historique, épistémologique, voire artistique, est, lui aussi, riche d'enseignement.

    Dans ce livre, l'auteur tente de rapprocher à la fois discours, formules et expériences ; pour cela, il propose au lecteur de parcourir quatre siècles d'humanité scientifique, depuis Galilée avec sa relativité, jusqu'à Fert avec la spintronique. Il n'oublie pas la thermodynamique de Boltzmann, l'optique de Fresnel, l'électromagnétisme de Maxwell, la relativité d'Einstein et la quantique de Schrdinger. Ce long parcours lui permet de souligner, au-delà du relativisme, l'universalité, et, au-delà de la diversité, l'unité de la pensée en physique.

  • Certaines révolutions sont lentes et ne font pas couler de sang. Entre 1925 et 1935, la physique connaît un tel bouleversement : les atomes, petits grains de matière découverts quelques années plus tôt, n'obéissent plus aux lois de la physique classique. Il faut en inventer de nouvelles. C'est ce que firent, avec d'autres, les sept physiciens hors du commun auxquels Étienne Klein rend ici hommage : George Gamow, Albert Einstein, Paul Dirac, Ettore Majorana, Wolfgang Pauli, Paul Ehrenfest et Erwin Schrödinger. Formant l'avant-garde de la science européenne du début du XXe siècle, ces hommes, qui ont en commun d'avoir été, chacun à sa façon, des génies, sont parvenus, par des travaux d'une audace extraordinaire, à comprendre les lois étranges qui régissent le comportement de la matière. À travers eux se dessine l'histoire d'une époque et d'un bouillonnement intellectuel intense, qui demeure unique dans l'histoire de la physique.

  • Symétrie et gravitation

    Marc Henneaux

    • Fayard
    • 24 Février 2021

    En suivant deux fils rouges, l'histoire des grandes révolutions de la physique au xxe  siècle et l'abstraction progressive du concept de symétrie, de son usage ordinaire en géométrie à son application aux lois de la physique, cette leçon inaugurale aborde un des défis majeurs de la physique actuelle, celui de réconcilier la relativité d'Einstein et la mécanique quantique, théories amplement vérifiées empiriquement et pourtant incompatibles.
    C'est peut-être dans une symétrie immense, décrite en théorie des groupes par des groupes très particuliers, que réside la clé pour formuler cette théorie plus fondamentale de la gravitation, qui pourrait permettre la grande synthèse avec la mécanique quantique.
    Marc Henneaux est physicien, professeur à l'Université libre de Bruxelles puis au Collège de France où il devient titulaire, en décembre 2017, de la chaire Champs, cordes et gravité. Il dirige également depuis 2004 les instituts internationaux Solvay de physique et de chimie.

  • Les théories physiques reposent sur des constantes dont les valeurs sont déterminées expérimentalement. Vérifier la valeur et la constance de ces paramètres permet de tester la validité des théories actuelles, de définir leurs limites, de questionner leur cohérence. Ces constantes universelles servent  aujourd'hui d'étalons  pour déterminer les unités du système  de mesure international :  kilogramme,  mètre, seconde,  kelvin, ampère, mole, candela.  Mais qu'est-ce qu'une constante et quel est le lien entre  constante, unité, et mesure?Cette enquête sur la physique, des laboratoires aux confins de l'univers, nous mènera vers la gravitation, la relativité générale et les théories les plus actuelles, comme la théorie des cordes.
    "Voici la science telle qu'elle se fait, et non telle qu'on la décrit dans les cours magistraux!" Françoise Combes
     

  • Comment le jeune enfant qui vivait à Constantine et à Alger dans les années 1930, dans une famille confrontée à une situation particulièrement difficile, a-t-il pu surmonter toutes ces épreuves et parvenir, soixante ans plus tard, à obtenir le prix Nobel de physique ? Comment la meilleure compréhension des interactions quantiques entre matière et lumière a permis d'inventer de nouvelles méthodes pour agir sur les atomes, les polariser, les refroidir à des températures très basses et les piéger dans de toutes petites régions de l'espace ? Un long chemin partant du pompage optique dans les années 1950 et aboutissant à l'obtention de nouveaux états de la matière comme les gaz quantiques au début des années 2000. Un témoignage émouvant. Un hymne au métier de chercheur et d'enseignant. Claude Cohen-Tannoudji est physicien. Ancien élève d'Alfred Kastler et de Jean Brossel à l'École normale supérieure, il est professeur émérite au Collège de France et membre de l'Académie des sciences. Il a obtenu le prix Nobel de physique en 1997. 


  • La collection Méthodes et exercices propose une synthèse des méthodes à connaître et un large choix d'exercices entièrement corrigés qui couvrent l'intégralité du programme et sont de difficulté variable.
    Les méthodes couvrent les différents thèmes du programme et chaque méthode renvoie à plusieurs exercices d'application.
    Les exercices sont classés par difficulté.
    Des indications "Pour bien démarrer" donnent le coup de pouce nécessaire en cas de besoin.
    Ce volume couvre la physique pour la section MP.
     

  • Savez-vous que la lumière d'aujourd'hui a 30 000 ans ? Que l'énergie électrique d'un seul moustique peut suffire à provoquer une extinction de masse ? Que l'Univers a peut-être au moins 10 dimensions ? Qu'il est peuplé d'un nombre infini ni de copies de vous-même ?
    Beaucoup de faits dans notre monde semblent parfaitement établis, et d'importantes avancées scientifiques nous ont aidés à nous comprendre nous-mêmes, ainsi que notre planète et notre place dans le cosmos. Mais nos aventures dans l'espace, notre compréhension approfondie du monde quantique et les énormes progrès technologiques réalisés au cours du siècle dernier ont également révélé un Univers bien plus étrange que nous n'aurions jamais pu l'imaginer.
    L'Infini au creux de votre main est un voyage fascinant à travers 50 faits scientifiques parmi les plus extraordinaires à observer. Avec humour et clarté, Marcus Chown y examine des vérités profondes qui régissent notre quotidien et nous aide à comprendre l'immense complexité de notre existence.

  • La mesure est un outil au service de toutes les sciences d'observation. Elle
    est tout aussi présente dans la vie quotidienne car il ne saurait exister de
    vie sociale sans consensus sur une commune mesure. Entre science et
    technique, histoire et philosophie, l'auteur nous offre un voyage au coeur de
    la mesure. Il en donne d'abord les principes : son acquisition, sa qualité, son
    traitement statistique. Mais à quoi correspond le résultat obtenu ? Existe-t-il
    un monde réel au-delà de la mesure ? Y a-t-il des limites à une connaissance
    par la mesure, imposées par notre esprit ou par la nature ?
    La mesure séduit peu. Mais elle est de plus en plus envahissante, au point
    de perdre parfois le sens de la mesure. Chacun doit donc en connaître les
    principes et les enjeux, pour ne pas accepter tout résultat qu'on voudrait
    lui faire accroire ou tout conditionnement qui lui serait imposé.
    Ingénieur civil des mines, Jean Perdijon a pratiqué la mesure en analyse chimique, puis
    en contrôle des matériaux dans le domaine nucléaire. Auteur de manuels techniques et
    d'une quinzaine d'essais sur les sciences, dont une Histoire de la physique, il fut enseignant
    à l'École de physique de Grenoble.

  • Pourquoi l'eau qui bout fait-elle des bulles ? Pourquoi le thé refroidit-il quand on souffle dessus ? Pourquoi votre voisin est-il radioactif ?
    Sans jargon ni formules, ce livre débusque les phénomènes physiques qui se cachent dans la maison : dans l'ampoule, le four à micro-ondes, la baignoire, le radiateur, ou encore la chaîne-hifi...
    Un parcours ludique et réjouissant, pimenté de petites  expériences toutes simples, pour (enfin) comprendre les grandes idées de la physique.
     
     
     
     

  • Isaac Newton fut sans conteste l'un des plus grands scientifiques de tous les temps. Son immense contribution à la science moderne tient en partie dans un ouvrage sans équivalent, un ouvrage qui bouleversa comme aucun doute notre vision du Monde : les Principia, Principes mathématique de la philosophie naturelle. La nouveauté de l'apport newtonien est considérable: en soumettant à la seule loi de la gravitation universelle les phénomènes terrestres et célestes, Newton a unifié la physique. Ce n'est pas tout. Par-delà ce travail conceptuel extrêmement novateur, le texte newtonien est aussi traversé par un souci d'organisation déductive qui conduit Newton tout à la fois à énoncer les principes qui gouvernent les développements théoriques et à mettre en place les mathématiques qui rendent possibles ces développements.
    L'oeuvre newtonienne est l'aboutissement des travaux du XVIIème siècle et le point de départ de ce que l'on appelle aujourd'hui la mécanique rationnelle. C'est ce double aspect que Michel Blay éclaire ici.

  • Prix Nobel de physique 1991, Pierre-Gilles de Gennes a exploré un nombre impressionnant de domaines différents, de la supraconductivité aux cristaux liquides, de la « matière molle » aux polymères et à la mécanique des cellules biologiques. Comme Isaac Newton, à qui l'a comparé le jury Nobel, de Gennes fut un savant d'exception. L'homme lui-même n'était pas moins extraordinaire. Humour, sensibilité, opinions hétérodoxes, insatiable curiosité : il y eut un « style » de Gennes, que restitue fort bien ce livre conçu par trois de ses plus proches collaborateurs. On y perçoit la logique de son parcours de chercheur qui tenta toujours de créer des ponts entre laboratoire et industrie, comme entre science et grand public : à l'instar de Richard Feynman (prix Nobel 1965), Pierre-Gilles de Gennes avait le don de transmettre avec clarté des notions très complexes, et la volonté de rénover l'enseignement des sciences. Françoise Brochard-Wyart est biophysicienne à l'Institut Curie. David Quéré est physicien à l'ESPCI-Paris et à l'École polytechnique. Madeleine Veyssié est physicienne au Collège de France. 

  • La physique est une oeuvre de l'esprit dont les pensées vont d'étonnements en émerveillements. Elle traverse les époques au gré des sensations et des imaginations car elle a entrepris depuis son commencement rien moins que de rendre compte de la nature.

    La physique est une oeuvre de l'esprit dont les pensées vont d'étonnements en émerveillements. Elle traverse les époques au gré des sensations et des imaginations car elle a entrepris depuis son commencement rien moins que de rendre compte de la nature.

    En cherchant à donner une idée " universelle " de la nature, la physique a petit à petit épousé la mathématique et c'est la raison pour laquelle on ne parle plus aujourd'hui que de physique mathématique. Mais sur quels éléments de pensée repose cette physique moderne ? C'est ce cheminement tout à la fois intellectuel et mental que les Méditations sur la physique souhaitent retracer, en s'appuyant sur l'étude de douze extraits d'oeuvres de savants et philosophes. Depuis le travail d'abstraction, qui constitue le premier mouvement, jusqu'à l'établissement d'une théorie, qui en est l'achèvement, cette anthologie entreprend de suivre la voie que, peu ou prou, tout physicien est amené à prendre pour avancer vers une connaissance de la nature.

    Cet ouvrage n'est donc pas un ouvrage de physique, mais sur la physique en tant qu'oeuvre de l'esprit. C'est une analyse du travail ainsi que des concepts que le physicien se donne pour entreprendre de saisir sinon la nature, du moins les phénomènes qui l'entourent.

  • Un Système international d'unités et des étalons de référence de mesure : à quelles fins ?

    Il est apparu impératif, au cours du temps, de disposer d'une base commune, universellement reconnue et facile à utiliser pour répondre aux besoins liés à la multitude des mesures qui régissent notre quotidien : besoins technologiques, impératifs économiques ou enjeux sanitaires, environnementaux, énergétiques...

    ... Le Système international d'unités (SI) répond à cette demande.

    Des unités qui doivent être accessibles à tous, les plus stables dans le temps, associées à des mises en pratique réalisées avec une exactitude élevée.

    De tous temps, le SI a suivi les évolutions scientifiques et technologiques, et les besoins de la société. Lors de la 26e Conférence générale des poids et mesures de novembre 2018, une révision du SI a été adoptée. L'ensemble des unités de base est désormais fondé à partir d'invariables que sont les constantes de la nature : il revêt ainsi un caractère universel et pérenne.

    Cet ouvrage a pour objectif de présenter les bases de la métrologie contemporaine, en prenant en compte les toutes dernières évolutions. Informations sur les fondements et la structure du SI, définitions des unités, recommandations internationales et nouvelles mises en pratique réalisées par les instituts nationaux de métrologie français, voici ce que vous pourrez découvrir.

    Cet ouvrage est destiné aux utilisateurs d'appareils de mesure, scientifiques, ingénieurs, étudiants ou enseignants.

  • Lorsque la mécanique quantique a bouleversé le monde ordonné d'Isaac Newton, Albert Einstein et Erwin Schrödinger étaient à l'avant-garde de cette révolution. Cependant, aucun des deux hommes ne s'est jamais satisfait de l'interprétation standard de la mécanique quantique et l'ont critiquée à leur manière : Einstein par son célèbre aphorisme « Dieu ne joue pas aux dés », Schrödinger avec sa tout aussi célèbre fable du chat ni mort, ni vivant, démonstration flagrante de l'absurdité d'une théorie qui a mal tourné. Dans ce livre, le physicien Paul Halpern raconte l'histoire peu connue de la façon dont Einstein et Schrödinger se sont mis en quête d'une « théorie du tout » capable de décrire de manière cohérente et unifiée l'ensemble des interactions fondamentales. Cette histoire de leur quête, qui a finalement échoué, offre un nouvel éclairage sur la vie et le travail des deux scientifiques dont les obsessions ont été le ferment des découvertes actuelles comme le boson de Higgs.

  • L'atome et la France

    Robert Belot

    La France, pays le plus nucléarisé au monde, manifeste à l'égard de l'atome un étrange paradoxe. Tout en frémissant d'horreur à l'évocation de la bombe et des problèmes écologiques posés par l'industrie nucléaire, elle accorde un large consensus au nucléaire civil et militaire. Où trouver les racines de cette attitude ? Est-ce la nécessité de redresser le pays et de lui rendre sa dignité à la Libération qui a suscité un enthousiasme général pour la science et la technique ? Dès 1945, le « gaullisme technoscientifique » et le communisme militant du prix Nobel Frédéric Joliot-Curie s'allièrent pour fonder le Commissariat à l'énergie atomique (CEA), tandis que les journalistes et les artistes vantaient en choeur les futurs bienfaits de l'atome pour l'humanité. À cette communion progressiste succédèrent bientôt l'ère du soupçon, puis de la défiance envers la « civilisation de la puissance » et l'équilibre de la terreur. Cette période où l'atome n'avait pas encore perdu son innocence a profondément marqué l'imaginaire français. Soixante-dix ans après Hiroshima et la création du CEA, ce livre unique par la nouveauté et l'exhaustivité de ses sources donne pour la première fois à comprendre l'histoire, singulière et troublante, du mariage de la France et de l'atome. Robert Belot, historien, professeur des universités, enseigne la géopolitique. Sa recherche se partage entre l'étude des mutations politiques provoquées par les conflits internationaux et l'histoire culturelle de la technique. 

  • Ces dernières années, les moissons scientifiques ont été exceptionnellement fructueuses : de la découverte du boson de Higgs à celles des ondes gravitationnelles, émises lors de la coalescence de deux trous noirs massifs, et aux observations du fond cosmologique par le satellite Planck. L'humanité vient ainsi d'atteindre un nouveau palier dans la compréhension du monde quantique et du monde de la gravitation. Nos bases théoriques, expérimentales et technologiques forment aujourd'hui un socle scientifique solide pour aller plus loin et tenter de répondre aux nouvelles questions qui surgissent suite à ces découvertes... Enquête et mise au point sur une révolution en cours.

  • Maurice Allais' passion for physics is older than his passion for economics. He declared having devoted a quarter of his time to physics. The results of his work and his experience in this field are entirely original. This work is based on new experimental data in four fields considered a priori as very different, although in close relation with each other: - observations on the paraconical pendulum with anisotropic support and with isotropic support; - observations on the optical deviations of sightings at marks and at collimators; - the regularities characterizing the optical observations of Esclangon and not perceived by him; - the regularities characterizing the interferometric observations of Dayton C. Miller and not perceived by him. The questioning of modern theories, both of classical theories and of the theory of relativity, has provoked, as could be suspected, fierce opposition. But in physics as in economics, Maurice Allais has an absolute principle: «All real progress in our knowledge can only be based upon data from experiment».

  • Malgré les avancées constantes en matière de connaissance, l'auteur déplore un manque évident de connexion, notamment entre la relativité et la mécanique quantique, et l'insuffisance des théories physiques qu'il faut corriger par l'introduction d'artifices comme la matière noire, l'énergie sombre, etc. Ce livre est un plaidoyer pour le retour de l'imagination en physique : que la matière grise éclaircisse la matière noire !
    La théorie de la Nouvelle Mécanique Ondulatoire propose de clarifier de nombreuses questions en détaillant ce qui se passe au coeur même de la matière lorsqu'une ondicule se déplace ou se rapproche d'une autre. Les lois de Kepler et la gravitation, la charge électrique et le rayonnement électromagnétique, toutes ces arides questions, et bien d'autres, sont rendues intelligibles.
    Denys Lépinard est l'auteur de plusieurs ouvrages, notamment « La création du langage par le dialogue bihémisphérique », visant à faciliter la compréhension de l'Univers.

  • En 1687 Isaac Newton a publié son plus important ouvrage : Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. La nouveauté de l'apport newtonien est considérable : en soumettant à la seule loi de la gravitation universelle les phénomènes célestes et terrestres, Newton a unifié la physique. Les mêmes principes, les mêmes lois s'appliquent désormais à la terre comme au ciel. Le Cosmos hiérarchisé aristotélicien est définitivement détruit. Ce n'est pas tout. Par-delà ce travail conceptuel extrêmement novateur, le texte newtonien est aussi traversé par un souci d'organisation déductive qui conduit Newton, tout à la fois, à énoncer en pleine clarté les principes qui gouvernent les développements théoriques et à mettre en place les mathématiques qui rendent possibles ces développements. L'oeuvre newtonienne est l'aboutissement des travaux du XVIIe siècle et le point de départ de ce que l'on appelle aujourd'hui la mécanique rationnelle. C'est ce double aspect que cette étude vise à éclairer en analysant à la fois en quoi Newton renouvelle le travail des contemporains et en quoi aussi son ouvrage n'est, par certains aspects, qu'un écrit de la fin du XVIIe siècle.

  • En 1687 Isaac Newton a publié son plus important ouvrage : Philosophiae Naturalis Principia Mathematica. La nouveauté de l'apport newtonien est considérable : en soumettant à la seule loi de la gravitation universelle les phénomènes célestes et terrestres, Newton a unifié la physique. Les mêmes principes, les mêmes lois s'appliquent désormais à la terre comme au ciel. Le Cosmos hiérarchisé aristotélicien est définitivement détruit. Ce n'est pas tout. Par-delà ce travail conceptuel extrêmement novateur, le texte newtonien est aussi traversé par un souci d'organisation déductive qui conduit Newton, tout à la fois, à énoncer en pleine clarté les principes qui gouvernent les développements théoriques et à mettre en place les mathématiques qui rendent possibles ces développements. L'oeuvre newtonienne est l'aboutissement des travaux du XVIIe siècle et le point de départ de ce que l'on appelle aujourd'hui la mécanique rationnelle. C'est ce double aspect que cette étude vise à éclairer en analysant à la fois en quoi Newton renouvelle le travail des contemporains et en quoi aussi son ouvrage n'est, par certains aspects, qu'un écrit de la fin du XVIIe siècle.

  • Les années 1920-1950 connurent de grandes transformations dans la manière de décrire les phénomènes, le probabilisme venant notamment se substituer au déterminisme d'antan, en même temps que les progrès dans la recherche théorique et expérimentale montraient qu'un programme d'unification devait maintenant non plus seulement se limiter à l'électromagnétisme et à la gravitation, mais devait aussi tenir compte de deux nouveaux types d'interactions se rapportant au domaine nucléaire : les interactions fortes (qui assurent la cohésion des noyaux atomiques) et les interactions faibles (qui rendent compte de la désintégration spontanée des noyaux atomiques radioactifs). Le programme dit « de grande unification », qui est au coeur de la recherche actuelle en Physique, ambitionne d'unifier entre elles les quatre interactions physiques (électromagnétique, faible, forte et gravitationnelle).
    La Physique des années 80 avait été conduite à une structure ponctuelle pour la représentation dans l'espace-temps observable (Réel) d'une particule élémentaire constituant la Matière. Aussi va se développer en Physique, à partir de cette époque, l'idée que notre Univers comporte une partie non directement observable, ou, comme on dit encore, des dimensions « cachées » (Supergravitation de Abdus Salam, Supercordes de John Schwarz, Relativité complexe de Jean E. Charon). Seule la Relativité complexe admet qu'à chaque point du Réel correspondent quatre dimensions, le programme dit « cachées », trois dimensions d'espace et une dimension de temps, c'est-à-dire un véritable micro-univers, qu'on nomme l'Imaginaire. Dans une telle représentation, la Relativité complexe montre que, pour la première fois, les quatre interactions physiques sont unifiées et fournit le formalisme mathématique qui représente l'ensemble des phénomènes physiques de notre Univers. En même temps apparaît pour la première fois la possibilité d'étendre cette unification à Matière et Esprit.

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