12 meilleurs livres pour la physique quantique que vous voudrez explorer

Êtes-vous curieux du continuum espace-temps ou des réalités du voyage dans le temps ? Découvrez ensuite les 12 meilleurs livres de physique quantique pour chaque étudiant.

La physique quantique est l'étude de la matière à son niveau le plus élémentaire. Elle est aussi parfois appelée physique des particules. La mécanique quantique est une branche encore plus détaillée de ce domaine scientifique. Il se concentre sur les équations mathématiques qui régissent le mouvement et les interactions des particules à un niveau subatomique.

Cette branche de la science peut être difficile pour certains étudiants car elle traite de choses que nous ne pouvons pas voir facilement. Une grande partie de la compréhension de cette branche de la science est venue des travaux de scientifiques comme Einstein au début des années 1900. Ils ont utilisé des équations et des théories mathématiques pour créer une image de l'univers. Même si tout cela était théorique, c'était d'une précision choquante, et donc, aujourd'hui, nous utilisons encore une grande partie de leur travail pour étudier l'univers connu.

Lorsque la technologie télescopique devient suffisamment bonne pour voir les choses à ce niveau moléculaire, une grande partie du travail de scientifiques comme Einstein s'est avérée vraie. Vous pourriez trouver des théories similaires référencées dans notre article; Qu'est-ce que la science-fiction dure ?

Mais quel est l'impact de la physique quantique sur les gens ordinaires, et vaut-il la peine d'être lu ? La science quantique a fait son chemin dans notre culture moderne et vernaculaire. Vous auriez du mal à trouver un film de science-fiction qui ne parle pas d'intrication quantique ou de téléportation quantique. Même certains mysticisme ont leurs racines dans la physique des particules. Bien qu'une grande partie de ceci soit de la fiction, elle a ses racines dans le monde scientifique.

Ce lien culturel et l'histoire fascinante des personnes à l'origine de la physique quantique en font un sujet qui mérite d'être lu. Que vous soyez un professeur qui a besoin de perfectionner certaines compétences ou un bon livre, c'est un bon point de départ. Voici une liste des 12 meilleurs livres sur la physique quantique pour le scientifique de votre vie.

Voici les meilleurs livres de physique quantique pour les débutants

1. Mécanique quantique : le minimum théorique par Leonard Susskind et Art Friedman

Dans Quantum Mechanics: The Theoretical Minimum, Leonard Susskind s'est associé à Art Friedman pour discuter de la théorie et des mathématiques dans le monde de la mécanique quantique. Les deux auteurs ont publié cet ouvrage en 2014. Ce livre est une introduction au monde de la théorie quantique et embrasse pleinement l'étrangeté du sujet.

C'est un suivi du premier livre de Susskind, The Theoretical Minimum , et il se déroule également en parallèle du cours de formation continue de l'Université de Stanford que Susskind enseigne. Ce livre est connu pour être accessible, du moins pour ceux qui comprennent un peu la physique quantique, ce qui le rend populaire auprès des débutants dans le domaine.

« Les unités que nous utilisons reflètent notre propre taille. L'origine du mètre semble être qu'il était utilisé pour mesurer une corde ou un tissu : il s'agit de la distance entre le nez d'une personne et ses doigts tendus. Une seconde est à peu près aussi longue qu'un battement de cœur. Et un kilogramme est un poids agréable à transporter. Nous utilisons ces unités parce qu'elles sont pratiques, mais la physique fondamentale ne se soucie pas tellement de nous.

Leonard Susskind, Mécanique quantique : le minimum théorique

2. Physique quantique pour débutants : de la théorie des ondes à l'informatique quantique par Carl J. Pratt

La physique quantique est un sujet qui ne se prête pas bien aux vrais débutants, mais ce livre s'en rapproche le plus possible. Quantum Physics for Beginners: From Wave Theory to Quantum Computing présente au lecteur les principes de base de l'étude, mais il utilise un peu de mathématiques pour le faire. Ainsi, certains vrais débutants diraient qu'il n'est pas accessible.

Pour ceux qui ont quelques connaissances, il semble avoir juste la bonne quantité de mathématiques combinées à des sujets moins intenses, ce qui en fait un excellent choix pour les débutants qui connaissent un peu le sujet. Si vous avez des connaissances en physique mais pas en physique quantique, c'est l'un des meilleurs livres pour mieux comprendre ce domaine. C'est l'un des livres les plus récents de cette liste des meilleures lectures de physique quantique, car il a été publié en 2021.

"La force nucléaire faible est le mécanisme d'interaction entre les particules subatomiques qui est responsable de la désintégration radioactive des atomes."

Carl J. Pratt, Physique quantique pour débutants : de la théorie des ondes à l'informatique quantique

3. Comment enseigner la physique quantique à votre chien par Chad Orzel

Sans aucun doute, les meilleurs livres de physique quantique peuvent être lourds de théorèmes et de formules mathématiques. Comment enseigner la physique quantique à votre chien est une approche intéressante du sujet. Dans ce livre, Chad utilise Emmy, un chien qui parle qu'il a créé, pour expliquer les théories clés de la physique quantique et découvrir son histoire intéressante. Il touche à de nombreux principes de base dans le domaine, y compris le principe d'incertitude de Heisenberg et la théorie de la dualité particule-onde, mais d'une manière que les débutants peuvent comprendre. Il a publié ce livre en 2009.

"Si des friandises pour chiens apparaissaient dans un espace vide au milieu d'une cuisine, un humain paniquerait, mais un chien le prendrait sans détour. En effet, pour la plupart des chiens, la génération spontanée de friandises serait une justification - ils s'attendent toujours à ce que des friandises apparaissent à tout moment, sans raison apparente.

Chad Orzel, Comment enseigner la physique quantique à votre chien

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4. Introduction à la mécanique quantique par David J. Griffiths

Souvent utilisé comme manuel dans les cours de physique quantique, Introduction à la mécanique quantique est un livre scientifique populaire qui convient parfaitement aux débutants. David J. Griffiths écrit de telle manière que vous n'avez pas besoin de connaissances en physique classique pour comprendre son écriture.

Il explique le calcul avant de s'attendre à ce que le lecteur le sache. Cela signifie qu'il montre au lecteur comment «faire» le travail, puis explore ce que ce travail «signifie». Ces explications facilitent la compréhension des principes enseignés dans ce manuel populaire. Fait intéressant, il ignore complètement le contexte historique. Ce livre a été publié pour la première fois en 1994.

"Mais la physique, c'est comme la menuiserie : utiliser le bon outil rend le travail plus facile, pas plus difficile, et enseigner la mécanique quantique sans l'équipement mathématique approprié revient à demander à l'élève de creuser une fondation avec un tournevis."

David J. Griffiths, Introduction à la mécanique quantique

Auteurs primés en physique quantique

5. CQFD : L'étrange théorie de la lumière et de la matière par Richard P. Feynman

Le physicien lauréat du prix Nobel Richard P. Feynman est bien connu pour ses conférences qui ont rendu le sujet difficile de la physique quantique plus compréhensible pour les non-scientifiques. Les conférences Feynman sur la physique sont souvent compilées dans des livres, et QED: The Strange Theory of Light and Matter en fait partie.

Ce livre couvre l'électrodynamique, ou l'étude de la lumière, des rayons X et des rayons gamma. Il prend les formules de Dirac et les développe, modifiant la compréhension de la nature des particules et du fonctionnement des ondes. Ce livre a été publié pour la première fois en 1985 et est resté un ouvrage important dans la compréhension moderne de la lumière et du spectre électromagnétique. Il tisse également un peu d'humour dans son travail, ce qui fait partie de ce qui en fait un livre de physique populaire.

« Ce que je vais vous dire, c'est ce que nous enseignons à nos élèves de physique en troisième ou quatrième année de licence… C'est à moi de vous convaincre de ne pas vous détourner parce que vous ne le comprenez pas. Vous voyez, mes étudiants en physique ne le comprennent pas… C'est parce que je ne le comprends pas. Personne ne le fait."

Richard P. Feynman, CQFD : L'étrange théorie de la lumière et de la matière

6. Relativité : la théorie spéciale et générale d'Albert Einstein

Vous ne pouvez pas penser à la physique sans penser à Einstein, dont les célèbres théories ont révolutionné le monde de la science à son époque. Il était l'un des scientifiques les plus célèbres de la physique classique, et sa théorie de la relativité est l'une de ses contributions scientifiques les plus célèbres.

Il a publié la relativité en 1916, et le livre a tenté de décomposer la théorie générale de la relativité en quelque chose que le lecteur moyen pourrait comprendre sans vraiment comprendre les principes mathématiques du monde quantique. C'est la prémisse de base de ce livre qui a fait d'Einstein un nom familier dans le monde scientifique, mais c'est l'accessibilité du livre qui l'a fait connaître du grand public.

"Si vous n'avez jamais rien fait de mal, c'est probablement parce que vous n'avez jamais rien essayé de nouveau."

Albert Einstein, la relativité

7. Quelque chose de profondément caché : les mondes quantiques et l'émergence de l'espace-temps par Sean Carroll

Le physicien théoricien Sean Carroll est réputé pour ses écrits scientifiques, et Something Deely Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime est l'une de ses meilleures œuvres. Il utilise le livre pour réconcilier la théorie de la relativité d'Einstein avec la mécanique quantique moderne.

La lecture de ce livre donne une nouvelle compréhension de l'univers et de la place qu'y occupe l'humain. Carroll théorise que chaque seconde, une copie de chaque personne est faite sur des chemins différents le long du continuum espace-temps. Lorsque ce livre a été publié en 2019, il est devenu un best-seller instantané du New York Times et était le livre scientifique préféré de 2019 sur la base des données de Science News.

"L'énigme au cœur de la réalité quantique peut se résumer en une seule devise : ce que nous voyons lorsque nous regardons le monde semble être fondamentalement différent de ce qui est."

Sean Carroll, Something Deely Hidden: Les mondes quantiques et l'émergence de l'espace-temps

8. Les principes de la mécanique quantique par Paul AM Dirac

Considéré comme l'ouvrage standard dans le domaine, The Principles of Quantum Mechanics a été publié pour la première fois en 1958. Dans le livre, Dirac décrit certaines de ses théories spéculatives sur le domaine quantique, y compris sa théorie selon laquelle les positrons existaient, ce qui serait prouvé par l'observation de quelques ans après avoir publié le livre. Le travail de Dirac était si fondamental pour cette branche de la science qu'il lui a valu le prix Nobel à l'âge de 31 ans. Ce livre reste essentiel pour comprendre le domaine, même des décennies après sa publication.

"La mécanique classique s'est développée de manière continue depuis l'époque de Newton et appliquée à une gamme toujours plus large de systèmes dynamiques, y compris le champ électromagnétique en interaction avec la matière."

Paul AM Dirac, Les principes de la mécanique quantique

Physique moderne

9. Qu'est-ce qui est réel ? La quête inachevée du sens de la physique quantique par Adam Becker

Dans Qu'est-ce qui est réel ? La quête inachevée de la signification de la physique quantique , Adam Becker soutient que l'interprétation de la mécanique quantique basée sur l'interprétation de Copenhague de Niels Bohr peut être incorrecte. Il suit l'histoire des grands penseurs qui ont également interrogé Bohr et théorise que nous n'avons peut-être pas la bonne réponse à la question séculaire de "qu'est-ce qui est réel?" C'est un excellent livre pour approfondir la physique quantique et les interprétations supplémentaires potentielles de la science moderne. Becker l'a publié en 2018.

"La science, bien faite, travaille dur pour ne respecter absolument aucune autorité autre que l'expérience et les données empiriques. Cela ne réussit jamais entièrement, mais cela se rapproche et a un meilleur bilan que toute autre méthode que nous, les singes, avons trouvée pour en savoir plus sur le monde qui nous entoure.

Adam Becker, Qu'est-ce qui est réel ? La quête inachevée du sens de la physique quantique

10. Le moment quantique : comment Planck, Bohr, Einstein et Heisenberg nous ont appris à aimer l'incertitude par Robert P. Crease et Alfred Scharff Goldhaber

La physique quantique semble moderne, mais elle est née au début des années 1900. Dans The Quantum Moment, Robert P. Crease et Alfred Scarff Goldhaber apportent les expériences d'un physicien et d'un philosophe à leur discussion sur des sujets de physique quantique. Ils examinent le chat de Schrodinger, l'idée des multivers et de l'intrication quantique, la théorie des sauts quantiques et l'impact de ces théories scientifiques sur la société moderne en utilisant la science et la logique. Le livre fusionne magistralement la mécanique et la physique classiques avec les idées culturelles modernes liées à ces théories scientifiques. Ce livre a été publié en 2014.

"Au départ, nous avons supposé que l'impact culturel du quantum était en grande partie sans conséquence, et que nous trouverions principalement des termes et des images utilisés par des charlatans pour impressionner les crédules, et des artistes avec un soupçon de culture scientifique qui s'approprient l'autorité culturelle de la science."

Robert P. Crease, Le moment quantique

11. La particule à la fin de l'univers : comment la chasse au boson de Higgs nous mène aux confins de l'univers par Sean Carroll

La particule à la fin de l'univers explore le grand collisionneur de hadrons du CERN et comment il a conduit à la découverte du boson de Higgs, également connu sous le nom de « particule divine ». Cette découverte en 2012 était l'une des meilleures de l'histoire. Ce livre raconte l'histoire de la découverte avec moins d'informations quantiques de haute technologie et des informations plus claires sur ce que les gens faisaient pendant qu'ils faisaient cette découverte. Ce livre a été publié en 2012, peu de temps après la découverte historique.

« Nous faisons partie de l'univers qui a développé une capacité remarquable : nous pouvons garder une image du monde dans notre esprit. Nous sommes la matière qui se contemple.

Sean Carroll, La particule au bout de l'univers

12. La danse des photons : d'Einstein à la téléportation quantique par Anton Zeilinger

Einstein était un scientifique brillant, mais il tenait fermement à l'idée que la physique devait être connectée à la réalité. Dance of the Photons: From Einstein to Quantum Teleportation est l'œuvre d'Anton Zeilinger, qui a découvert par lui-même que l'intrication quantique se produit. Grâce à ces leçons, l'ordinateur quantique a finalement vu le jour. Le livre s'appuie sur les travaux de scientifiques comme Einstein et Schrödinger mais montre un côté irréel du monde de la physique. Ce livre est arrivé sur le marché en 2010.

"Nous avons essayé pendant des siècles d'approfondir de plus en plus profondément la recherche de causes et d'explications, et soudain, lorsque nous allons au plus profond, au comportement des particules individuelles des quanta individuels, nous constatons que cette recherche d'une cause touche à sa fin. . Il n'y a pas de motif. À mes yeux, cette indétermination fondamentale de l'univers n'a pas encore vraiment été intégrée dans notre vision du monde.

Anton Zeilinger, La danse des photons : d'Einstein à la téléportation quantique

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