De Vive Voix
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Einstein et les révolutions quantiques
Alain Aspect
- De Vive Voix
- Sciences A Ecouter
- 12 Mars 2012
- 9782846841184
Une page de la physique d'aujourd'hui racontée de manière détaillée et très claire par un physicien français qui y a contribué de manière décisive.
On a coutume de dire que la relativité et la physique quantique sont les deux révolutions scientifiques du XXe siècle qui ont le plus changé notre vision du monde. La physique quantique est probablement la plus radicale des deux dans la mesure où elle a bouleversé les concepts de la physique, mais aussi notre vie de tous les jours, en rendant notamment possible la société de l'information dans laquelle nous vivons aujourd'hui.
La première révolution quantique qui est bien connue nait avec le XXe siècle. Elle est rappelée ici de manière très claire durant une trentaine de minutes. Moins connue est le développement à partir de la fin des années 1960 d'une deuxième révolution quantique rendue possible par les progrès de l'expérimentation sur des objets quantiques individuels (un photon par exemple). Cette deuxième révolution se déroule encore sous nos yeux. Elle connaît déjà des applications concrètes et pourrait déboucher à terme sur des technologies totalement innovantes comme l'informatique quantique.
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Depuis Galilée et Newton, la physique et les mathématiques sont traversées par la question centrale du déterminisme et la question de savoir s'il est possible de prévoir le futur à partir du présent. Avec le calcul différentiel, Newton met au point un outil mathématique qui permet en pratique de prédire le mouvement des objets et jusqu'à la position des astres. Ce faisant, et jusqu'au XIX siècle, il donne un élan d'optimisme conquérant à la science qui semble en état de répondre à toutes les questions et de résoudre tous les problèmes. Le déterminisme triomphant rencontre cependant ses limites vers la fin du XIXe siècle, laissant la place à la théorie des probabilités, lorsqu'apparaîtront des problèmes plus complexes. Devant la reconnaissance de l'infini complexité du monde et de l'intrication des phénomènes interdépendants, Henri Poincaré propose une approche plus modeste, plus qualitative. C'est de cette reconnaissance de l'impossibilité pratique de prédire le futur en fonction du présent, le temps qu'il fera demain par exemple, qu'est née la théorie du chaos. Elle sera développée tout au long du XXe siècle et jusqu'à nos jours, notamment par Edward Lorenz.
C'est cette histoire du déterminisme et de la théorie du chaos que nous raconte ici le mathématicien Etienne Ghys. Chemin faisant, et toujours de manière très accessible, il nous fait toucher du doigt (événement rare pour les non-spécialistes) la portée conceptuelle de l'abstraction mathématique.
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Françoise Combes vient de recevoir la médaille d'or du CNRS. Cette astrophysicienne est spécialiste de la dynamique des galaxies et, non contente de les observer, elle réalise de spectaculaires simulations numériques de leur formation, de leur croissance, de leurs rencontres. Cela aide à comprendre l'origine de leurs formes, variées et souvent surprenantes. Le décodage des différentes étapes de leur évolution montre que les trous noirs supermassifs, qui occupent les centres de ces galaxies, y jouent un rôle majeur. Il est donc indispensable de mieux les comprendre. Comment sont-ils nés ? Comment sont-ils alimentés ? Comment recrachent-ils de la matière ? Quelle influence exercent-ils sur la formation et l'évolution des étoiles de la galaxie qui les abrite ? Lorsqu'ils sont extrêmement actifs, on qualifie de quasars les trous noirs supermassifs au centre de galaxies. Ce sont sans doute les objets les plus impressionnants de l'Univers : chacun émet une luminosité mille fois plus forte que la réunion de celles de toutes les étoiles de la galaxie qui l'abrite. Cette pionnière de l'étude du cosmos décrypte pour nous ces objets spectaculaires et leurs influences cosmiques.
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En 1637, Descartes révolutionne la manière que l'on a de faire de la géométrie : il pose les bases de ce que l'on appelle la " géométrie algébrique ", qui associe, à chaque point de l'espace, 3 coordonnées. Cela permet de résoudre des problèmes géométriques avec des outils algébriques. Cette géométrie est dite " commutative ", c'est-à-dire que le produit de deux quantités ne dépend pas de l'ordre des termes : A × B = B × A. Cette propriété est fondamentale, et l'ensemble de l'édifice mathématique en dépend. En 1925, la mécanique quantique vient à nouveau tout bouleverser. L'espace géométrique des états d'un système microscopique, un atome par exemple, s'enrichit de nouvelles propriétés de ses coordonnées, qui ne commutent plus. Il faut donc adapter l'ensemble des outils mathématiques à ces nouveaux paradigmes. Cette géométrie " non-commutative ", devenue essentielle à la recherche en physique, a été développée par Alain Connes Alain Connes est mathématicien, médaille Fields, médaille d'or du CNRS, et titulaire de la chaire Analyse et Géométrie du Collège de France. © 2019 CNRS Éditions / De Vive Voix
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Des objets dévoreurs d'étoiles et de lumière. Les trous noirs sont la plus fascinante découverte de l'astrophysique moderne, déjà devenus objets de légende. Sont-ils réellement les monstres dévoreurs d'étoiles et de lumière ? Sont-ils des objets purement hypothétiques ou une réalité observable ? Aux frontières de l'Univers et aux limites de la physique contemporaine. En répondant à ces questions, Jean-Pierre Luminet conduit l'auditeur à un fabuleux voyage à travers l'espace et le temps. Il nous transporte dans le monde étrange des supernovæ, des sursauteurs X et des quasars. Avec un réel talent de conteur, il nous conduit aux frontières les plus extrêmes de l'Univers et aux limites de la physique contemporaine.
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La collection Les Grandes Voix de la Recherche est une coédition entre CNRS Éditions et De Vive Voix Pluridisciplinaire et accessible, elle donne la parole aux chercheurs lauréats de la très prestigieuse médaille d'or du CNRS qui présentent leur discipline et leurs recherches de manière vivante et concise. Qu'est-ce que le savoir mathématique ? À quoi sert une théorie mathématique ? Et qu'est-ce que faire des mathématiques ? La nature et l'objet des mathématiques restent bien mystérieux, et celles-ci apparaissent souvent abstraites. Les mathématiques ont pourtant une notion bien définie du vrai : est vrai ce qui est démontré. Pour les besoins de la démonstration, précisément, les mathématiques usent d'outils. Le langage, d'abord, joue un rôle fondamental dans l'élaboration de la définition, l'hypothèse, la démonstration et le théorème. Les mathématiques entretiennent également un lien étroit avec la logique, à tel point que l'on peut se demander s'il faut les distinguer. De façon diamétralement opposée, on peut s'interroger sur la place de la géométrie dans la recherche moderne en mathématiques. Dans cet essai court Claire Voisin raconte, de l'intérieur, comment se font les mathématiques, et nous montre que l'abstraction n'est pas complexification mais qu'elle naît au contraire du souci constant de simplification et d'économie de pensée qui caractérise les mathématiques. Médaille d'or du CNRS, Claire Voisin est mathématicienne et titulaire de la chaire de Géométrie algébrique du Collège de France. © 2019 CNRS Éditions / De Vive Voix
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La collection Les Grandes Voix de la Recherche est une coédition entre CNRS Éditions et De Vive Voix Pluridisciplinaire et accessible, elle donne la parole aux chercheurs lauréats de la très prestigieuse médaille d'or du CNRS qui présentent leur discipline et leurs recherches de manière vivante et concise. L'informatique. Tout le monde l'utilise, tout le monde en parle, ses progrès font la une : l'imprimante 3D, l'intelligence artificielle, les big data... Mais qui comprend vraiment de quoi on parle et de quoi il s'agit ? L'informatique est réellement une révolution, une façon radicalement différente de penser, qui permet d'associer de l'information, c'est-à-dire un ensemble de données, qui peut-être de toute taille et de toute nature, à un ou plusieurs algorithmes. Algorithme, mot compliqué pour désigner une chose très simple: une suite d'opérations mathématiques. Une addition est un algorithme. C'est cela, l'informatique : une méthode systématique pour transformer un besoin en une suite d'opérations élémentaires très simples. L'informatique se décompose en 4 éléments : les données, les algorithmes, les programmes, qui sont la traduction des précédents dans un langage compréhensible par l'ordinateur, enfin le matériel lui-même, dont les progrès constants sont exponentiels. Un enregistrement qui propose une vision claire et prospective d'un monde en voie de numérisation. © 2019 CNRS Éditions / De Vive Voix
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La collection Les Grandes Voix de la Recherche est une coédition entre CNRS Éditions et De Vive Voix Pluridisciplinaire et accessible, elle donne la parole aux chercheurs lauréats de la très prestigieuse médaille d'or du CNRS qui présentent leur discipline et leurs recherches de manière vivante et concise. Comment à partir d'une toute petite cellule unique, est-il possible d'obtenir un organisme aussi complexe que celui d'un être vivant ? Par quel phénomène fascinant passe-t-on de l'embryon à l'Homme ? Ce sont ces interrogations qui ont accompagnées Nicole Le Douarin tout au long de son parcours scientifique. Cette grande biologiste francaise s'est notamment distinguée par ses travaux sur les chimères, ces êtres hybrides qu'elle a elle-même concus en injectant des cellules de caille dans un embryon de poulet. Ces manipulations ont permis des avancées remarquables dans l'observation puis la compréhension du développement des cellules et de leur différenciation au sein d'un organisme. Dans cet enregistrement, cette grande chercheuse nous parle de son parcours, de ses travaux, de sa passion, et nous introduit de manière claire à la biologie du développement, et plus généralement, aux secrets de la vie. Nicole Le Douarin, est une chercheuse en biologie du développement et en embryologie. Médaille d'or du CNRS en 1986, elle est professeur honoraire au Collège de France, et secrétaire perpétuelle honoraire de l'Académie des sciences depuis janvier 2006. © 2019 CNRS Éditions / De Vive Voix
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La collection Les Grandes Voix de la Recherche est une coédition entre CNRS Éditions et De Vive Voix Pluridisciplinaire et accessible, elle donne la parole aux chercheurs lauréats de la très prestigieuse médaille d'or du CNRS qui présentent leur discipline et leurs recherches de manière vivante et concise. Jeune chercheur, Jules Hoffmann travaille sur les insectes et notamment sur le criquet migrateur. Très vite il est frappé par la très grande résistance des insectes aux manipulations qu'ils subissent dans les laboratoires, ainsi qu'aux maladies graves qu'ils transmettent à des centaines de millions d'êtres humains tous les ans. C'est le point de départ d'un carrière passionnante, décrite ici de manière très vivante, consacrée à l'étude des mécanismes de l'immunité inné faisant émerger par ses découvertes " une vision nouvelle des mécanismes de défense que les organismes, des plus primitifs jusqu'à l'Homme, opposent aux agents infectieux. "
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Mars est la planète soeur de la Terre. A-t-elle vu courir de l'eau dans ses canyons ? Qu'est devenue cette eau : s'est-elle évaporée, est-elle piégée en glace souterraine ? Mars a-t-elle connu une vie éphémère ? Comment la découvrir ?
A la lumière des missions spatiales récentes, Jean-Pierre Bibring, responsable de plusieurs programmes d'exploration de Mars, évoque la planète rouge et dévoile les attentes derrière les missions spatiales de la décennie à venir.
Jean-Pierre Bibring est astrophysicien à l'Institut d'astrophysique spatiale.
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Un accélérateur de particules pour sonder l'univers
Jean Iliopoulos
- De Vive Voix
- 18 Octobre 2011
- 9782846841115
L'enregistrement traitera de la Physique du L.H.C., ("Large Hadron Collider"), qui fonctionne au CERN, à la frontière Franco-Suisse, près de Genève.
C'est la machine de tous les superlatifs, la plus grande, la plus puissante, la plus intense, ...., jamais construite par l'homme. Son but est d'accélérer deux faisceaux de protons, (des constituants des noyaux atomiques), en sens inverse, et les porter à une collision frontale. Les physiciens veulent étudier les produits de cette gigantesque collision.
Pourquoi?
On peut y répondre de deux façons:
La première est de voir le L.H.C. comme un microscope. Avec lui notre pouvoir de résolution sera augmenté d'un facteur dix, et révolutionnera ainsi notre compréhension de l'infiniment petit.
La seconde est de voir le L.H.C. comme un télescope. La densité d'énergie produite pendant la collision ressemble à celle qui a prévalu pendant les premières fractions de seconde de l'histoire de l'Univers juste après le big bang. Donc, on peut dire qu'il nous offre un moyen d'étudier les mécanismes physiques qui sont à l'origine de la création de la matière dans le Cosmos.
Jean Iliopoulos est un contributeur majeur de la physique des particules et un acteur important du LHC.
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Espace, temps, matière et force ; d'Einstein à la théorie des cordes
Thibault Damour
- De Vive Voix
- 14 Octobre 2010
- 9782846841047
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Les glaces, qui sous toutes leurs formes représentent 15 % de la surface du globe, sont cruciales pour l'environnement et le climat. Sans les glaces, le niveau des océans monterait de 70 mètres.
Les glaces permettent également, sur des centaines de milliers d'années, une archéologie du climat du globe. Comment celui-ci a-t-il évolué et comment évoluera-t-il demain sous l'effet de la pollution atmosphérique ?
à ces sujets d'actualité, Claude Lorius apporte un fondement solide et un éclairage vivant.
Claude Lorius est membre de l'Académie des Sciences et directeur de recherches au CNRS.
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des visions du cosmos dans la grèce ancienne aux théories récentes sur la gravité quantique, carlo rovelli explore les métamorphoses de la notion d'espace et de temps.
une approche lumineuse de l'histoire des sciences par le biais de ces " coordonnées fondamentales de notre description du monde ". au terme de ce voyage, qui fait la part belle aux recherches actuelles, se dessine un univers fascinant fait de " grains d'espace ", où le temps pourrait n'être qu'un effet de notre ignorance des lois du monde.
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Concilier croissance économique et protection de l'environnement (réchauffement climatique et acidification des océans notamment) est un enjeu majeur des prochaines décennies. Sous l'effet conjugué de la croissance démographique et de la croissance de la consommation énergétique par habitant, la demande d'énergie devrait croitre de 60% d'ici à 2030. Or c'est précisément la consommation énergétique, largement dominé par les hydrocarbures, qui produit le CO2 qui détériore notre environnement.
Cet exposé examine donc de manière très globale, exhaustive et détaillée :
1. Les besoins et les ressources en énergie et leur impact sur l'environnement 2. La question de l'accroissement possible de l'efficacité des énergies notamment dans le domaine des transports (qui consomme 60% de la production pétrolière) 3. Les ressources non renouvelables et notamment les hydrocarbures et les technologies envisagées pour la capture et le stockage de CO2 4. Les ressources renouvelables (géothermie, biomasse, hydro-electricité, marée motrice, éolienne et solaire) et les enjeux et difficultés à résoudre pour chacune de ces ressources 5. La question du stockage de l'énergie, cruciale pour les énergies renouvelables 6. Les politiques de Recherche-Développement et l'innovation à l'échelle planétaire.
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Le systeme monetaire international intro
Agnès Benassy-quéré
- De Vive Voix
- 16 Novembre 2012
- 9782846841238
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Au début du 17è siècle, Galilée est le fondateur emblématique de la science moderne. Par ses observations astronomiques, il nous fait passer du monde clos et géocentrique hérité de l'Antiquité à l'Univers pluri-centrique et infini d'aujourd'hui.C'est aussi le premier physicien véritablement expérimentateur, qui posera les bases de la mécanique moderne et de la théorie de la résistance des matériaux. Bien avant Einstein, il avancera l'idée de la relativité du mouvement. Jean-Marc Lévy Leblond, physicien et essayiste, raconte ici la vie et l'oeuvre scientifique révolutionnaire d'un homme profondément nourri par la culture artistique et littéraire de son temps, autant que marqué par ses tensions idéologiques et politiques.
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Un univers sans projet - L'une des plus grandes révolutions scientifiques des 150 dernières années a probablement été l'idée que l'ensemble de l'Univers - y compris l'univers vivant qui nous entoure et nous inclut - a émergé et évolué en dehors de tout projet, de toute intentionnalité et de toute finalité à partir d'interactions aléatoires entre les composants élémentaires de la matière. Depuis son origine, ce que nous nommons la vie se déploie sur notre planète en l'absence de tout plan préexistant, faisant émerger, selon les mots de Charles Darwin, " à partir d'un début si simple ", le foisonnement " sans fin des formes les plus belles et les plus merveilleuses ". Le vivant est émergence, transformation, métamorphose, devenir. Si le vivant est nature, et la nature, natura, littéralement " ce qui est en train de naître ", cela fait environ quatre milliards d'années que le vivant est en train de naître. Le vivant est émergence, transformation, métamorphose, devenir. Et jusqu'à aujourd'hui, la vie n'a jamais disparu, ne s'est jamais interrompue. Faite de variation et de diversité, de déconstruction et de reconstruction permanentes, la vie, en tant que telle, n'est jamais morte. Mais nous savons aussi que la trame de continuité de la vie est tissée d'incessantes discontinuités : d'une succession d'innombrables fins de mondes dont nous sommes aujourd'hui, avec tous les êtres vivants qui nous entourent, les seuls témoins et les seuls rescapés.Le récit des origines. Quelle est la nature des relations qu'entretient la vie avec la mort et le temps ? La biologie, entrant en résonance avec nos interrogations les plus intimes et les plus anciennes, nous permet de partir à la découverte du tumultueux récit de nos origines, non pour nous y enfermer, mais pour nous permettre d'essayer librement de mieux inventer notre avenir." Nous vivons dans l'oubli de nos métamorphoses ". Paul Eluard
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Le monde quantique. Une introduction
Jean-marc Lévy-leblond
- De Vive Voix
- 15 Avril 2003
- 9782846841955
La théorie quantique validée par l'expérience...La naissance mouvementée de la théorie quantique a marqué la première moitié du XXème siècle. Validée par l'expérience, elle est aujourd'hui une théorie universelle qui régit les phénomènes physiques aux différentes échelles....Révolutionne notre vision du monde.Ses aspects radicalement nouveaux défient le sens commun et nous obligent à reconsidérer les rapports de la matière avec l'espace et le temps. J-M. Lévy-Leblond présente avec clarté et profondeur d'analyse l'histoire, les principes fondamentaux et la portée de cette révolution intellectuelle.
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Une histoire de la biologie Depuis le XIXe siècle, la biologie se développe dans un cadre théorique dominé par la physique et les mathématiques. Cette subordination théorique ne permet de rendre compte qu'imparfaitement des spécificités du vivant que sont notamment la reproduction et le développement des formes organiques. La génétique, l'évolution et le développement Ce n'est que très récemment que la découverte des gènes de développement (qui contiennent le programme de développement des organismes vivants) a permis de faire un lien entre la génétique, le développement de l'individu et l'évolution des espèces, et d'envisager l'émergence d'une théorie unifiée du vivant. Un tournant fondamental Alain Prochiantz propose ici un aperçu de la biologie et des questions qui se posent à elle à un tournant fondamental de son histoire.
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Des mathématiques à la révolution numérique, Jacques Stern, père de la cryptologie française moderne, présente ici son parcours et sa discipline. "Si l'informatique est l'étude des processus qui permettent la manipulation, le stockage et la communication d'informations numériques, la cryptologie a pour objet de protéger ces processus contre un adversaire hostile en garantissant intégrité, authenticité et confidentialité des communications et des données. Ces fonctions sont cruciales pour sécuriser internet et protéger notre vie privée. La cryptologie comporte deux branches: la cryptographie et la cryptanalyse. La cryptographie ce sont les méthodes qui permettent de garantir par exemple l'intégrité d'un fichier sauvegardé, d'authentifier l'origine d'un message électronique ou d'empêcher l'accès à des données sensibles durant leur transfert. La cryptanalyse pour sa part tente de déjouer les protections mises en place sans avoir la connaissance des éléments secrets. La cryptologie, décrite ici en lien avec d'autres savoirs (algorithmique, mathématiques, finance, technologie, physique), est source de paradoxes. Comment un art ancestral peut-il devenir une science moderne ? Comment un savoir longtemps restreint aux univers de la défense et de la diplomatie peut-il avoir maintenant une place de choix au coeur du monde numérique ? Comment cette science réalise-t-elle des fonctionnalités longtemps vues comme impossibles ?"
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La disparition du temps - L'enseignement essentiel de la théorie de la Relativité est la disparition du temps tel que nous le comprenons intuitivement. De nouvelles notions - Qu'est ce qui remplace le temps ? Comment comprendre les nouvelles notions nées au début du XXe siècle ? Cet enregistrement aborde avec beaucoup de clarté et de simplicité un problème pourtant complexe et présente les fondements de notre vision actuelle de l'univers. Comprendre la relativité - Un enregistrement essentiel pour enfin comprendre la découverte majeure du XXe siècle qu'est la relativité.
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Un entretien entre Pierre Gilles de Gennes et Sydney Leach dans lequel les deux physiciens revisitent le parcours du prix Nobel de physique 1991 de la matière molle aux 'objets de mémoire' en passant par les cristaux liquides.
