À la découverte des lois de l'univers : La prodigieuse histoire des mathématiques et de la physique

The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe is a book on modern physics by the British mathematical physicist Roger Penrose, published in 2004. It covers the basics of the Standard Model of particle physics, discussing general relativity and quantum mechanics, and discusses the possible unification of these two theories. The book discusses the physical world. Many fields that 19th century scientists believed were separate, such as electricity and magnetism, are aspects of more fundamental properties. Some texts, both popular and university level, introduce these topics as separate concepts, and then reveal their combination much later. The Road to Reality reverses this process, first expounding the underlying mathematics of space–time, then showing how electromagnetism and other phenomena fall out fully formed. The book is just over 1100 pages, of which the first 383 are dedicated to mathematics—Penrose's goal is to acquaint inquisitive readers with the mathematical tools needed to understand the remainder of the book in depth. Physics enters the discussion on page 383 with the topic of spacetime. From there it moves on to fields in spacetime, deriving the classical electrical and magnetic forces from first principles; that is, if one lives in spacetime of a particular sort, these fields develop naturally as a consequence. Energy and conservation laws appear in the discussion of Lagrangians and Hamiltonians, before moving on to a full discussion of quantum physics, particle theory and quantum field theory. A discussion of the measurement problem in quantum mechanics is given a full chapter; superstrings are given a chapter near the end of the book, as are loop gravity and twistor theory. The book ends with an exploration of other theories and possible ways forward. The final chapters reflect Penrose's personal perspective, which differs in some respects from what he regards as the current fashion among theoretical physicists. He is skeptical about string theory, to which he prefers loop quantum gravity.

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Concepts associés (5)

Équations de Lagrange

vignette|Joseph-Louis Lagrange Les équations de Lagrange, découvertes en 1788 par le mathématicien Joseph-Louis Lagrange, sont une reformulation de la mécanique classique. Il s'agit d'une reformulation de l'équation de Newton, qui ne fait pas intervenir les forces de réaction. Pour cela, on exprime les contraintes que subit la particule étudiée sous la forme d'équations du type : Il n'y a qu'une équation si le mouvement est contraint à une surface, deux s'il est contraint à une courbe.

Roger Penrose

Roger Penrose, né le à Colchester, est un mathématicien, cosmologiste et philosophe des sciences britannique. Il enseigne les mathématiques au Birkbeck College de Londres où il élabore la théorie décrivant l'effondrement des étoiles sur elles-mêmes, entre 1964 et 1973, et où il rencontre le célèbre physicien Stephen Hawking. Ils travaillent alors à une théorie de l'origine de l'univers, Penrose apportant sa contribution mathématique à la théorie de la relativité générale appliquée à la cosmologie et à l'étude des trous noirs.