A la quête du savoir !

Bonjour/Bonsoir,

Une petite présentation du personnage s’impose !

Je ne me présente absolument pas par ego ou alors par volonté de parler de moi (ce que je déteste faire au passage) mais car j’estime que c’est important pour la suite du sujet. Cette petite présentation, vous aidera à quelque peu mieux comprendre le problème(et cela m’a servi de fil rouge également).

La dernière phrase de ma pseudo-présentation annonce la couleur, bon je crois que je peux rentrer dans le vif du sujet ! Alors voilà, j’ai un problème . Mon problème est en réalité un objectif, et la façon d’atteindre cet objectif s’avère aujourd’hui semée d’embûche mais rien que d’y penser me provoque un sentiment d’euphorie . Vous vous demandez sans doute, mais quel est cet objectif ? La Physique Quantique. Rien que de vouloir essayer de comprendre cela peut être en soi un problème. D’ailleurs Richard Feynman le dit lui même : "I think I can safely say that nobody understands quantum mechanics.". Mais non le problème est encore ailleurs(La Physique Quantique ne me fait pas peur ! ). Je pense que certains l’auront deviné : l’âge. Je n’ai absolument pas l’âge d’aller dans une faculté, et d’ailleurs je n’ai pas l’arrogance de prétendre pouvoir rentrer dans une faculté à mon âge. Que me reste-t-il donc ? Internet, ahhh Internet et les livres !

Je tiens également à dire que je n’ai absolument pas peur de travailler durant des heures, et me fiche du temps que cela prendra(un an, deux ans, dix ans qui sait). Je suis déterminé et sait ce que je veux, d’ailleurs cela fait bientôt trois ans que la Physique Quantique me passionne et je pense enfin avoir le recul pour appréhender ses méandres(même si cela nécessitera beaucoup de travail et de temps !).

Remarque : J’ai actuellement 14 ans, donc niveau troisième, ce qui signifie que même le niveau lycée en mathématiques et physique je ne l’ai pas(encore ). Ce qui implique que je dois vraiment commencer par la base de la base. Je souhaite avoir des compétences solides surtout . Donc oui, on peut dire que je pars de zéro.

Ps : Je ne savais pas trop où poster ce sujet, j’espère ne pas m’être trompé lors du choix de la catégorie du topic.

Si vous avez besoin de la moindre précision, je sous tout ouïe.

Cordialement,
Garnier Mathias

Yop,

Juste en attendant que quelqu’un confirme, voici mon avis :

• Commence par regarder la notion de dérivée (vue en première S), puis une fois cette notion bien acquise, tu pourras généraliser aux dérivées partielles (en tout cas en physique).

• Les dérivées partielles maîtrisées, tu pourras t’intéresser à l’équation de Schrödinger, et à la manière dont elle est été construite. Si je ne dis pas de bêtises, cette équation est l’un des postulats de la mécanique quantique, donc la base en soi.

• Peut-être du coup regarder ce qu’est la fonction exponentielle et ses principales propriétés, puis les équations différentielles linéaires d’ordre 1 et 2 (niveau maths sup).

Je pense qu’avec ça tu as déjà de quoi faire

Le plus sûr serait certainement de suivre ta route vers des études de physique, en passant le bac, puis les études supérieures. Ça prendra environ 10 ans.

Il y a un de nos membres qui a rédigé un livre (en anglais) sur l’algèbre linéaire et la physique quantique.

Merci infiniment ! Je pense que je vais me faire une sorte de programme, et lorsque j’estimerai qu’il sera complet, je le soumettrai à vos avis (si cela ne vous dérange pas).

Je pourrais, ce serait préférable pour moi je pense, mais au fond qu’est ce qui m’empêche de commencer ? J’ai du temps libre, beaucoup de temps libre, ça m’intéresse énormément et je me sens prêt. Pourquoi donc attendre sagement que le temps passe  ?

Je comprends totalement ce que tu veux dire, mais de toute façon c’est ce que je compte faire en plus . Pour mon avenir, j’envisage une classe préparatoire MPSI, le fait de ’maîtriser’ une partie du programme est un réel atout et un gain de temps, je n’aurai donc pas à assimiler mais à faire marcher ma mémoire. Même si, cet effet de bord n’est absolument pas primaire, c’est simplement un avantage qui n’était pas prévu à la base.

La maîtrise de mon ’objectif’ est un choix totalement arbitraire. Dans le futur, que mon objectif soit accompli ou pas je suivrai une voix ’traditionnelle’, passerai mon bac, tenterai les classes préparatoires et aviserai ensuite.

Malgré que je n’ai absolument pas le niveaux pour comprendre, je serais extrêmement intéressé si vous auriez des informations à me donner sur ce livre. Comme où le trouver, des avis[…]. Pour voir un peu à quoi ça ressemble et savoir dans quoi je me lance.

Cordialement,
Garnier Mathias

En 10 ans il y a déjà largement à faire. Rien ne sert de te presser.

Btw effleurer la notion de dérivée partielle pour aller direct sur Schrödinger, j’ai ri. Beaucoup. (Puis un peu pleuré d’empathie)

Salut !

Tout d’abord bienvenue sur Zeste de Savoir !

Avant de te lancer dans l’étude des mathématiques avancées (de mon point de vue tout du moins, je n’ai qu’un bac pro), je te conseillerais d’étudier également plus avant la composition des atomes et des molécules, pour avoir une bonne idée de ce à quoi ressemble "l’échelle d’au dessus".

Si ma mémoire est bonne, en troisième, on s’arrête à la définition des neutrons / protons / électrons dans un atome selon un modèle planétaire (le modèle de Rutherford, où les électrons orbitent selon des orbites fixes autour du noyau). Mais il y a d’autres modèles qui permettent de les appréhender différement ; ceux de Bohr ou de Schrodinger par exemple.

Selon ce dernier, on ne peut dessiner d’orbite à un électron mais seulement une estimation de sa position. Une onde de probabilité, comme pour la position d’un photon.

De bonnes connaissances de ces théories peuvent, à mon humble avis, se révéler intéressantes. Cependant, mes connaissances s’arrêtant ici, je ne saurais t’en dire plus.

Je te souhaite bon courage pour ton aventure, et à nouveau la bienvenue !

rezemika

Disons que tu traites des cas de base quoi, genre potentiel constant avec l’équation indépendante du temps

Je dis plus ça dans l’optique où ce sont les connaissances que j’ai acquises cette année, et que c’est pour moi la base de la base de la mécanique quantique. Après forcément, je suis bien conscient que c’est très réducteur, mais je vois pas comment commencer plus bas que la création de l’équation de Schrödinger dans ce domaine.

Le problème ici je pense, c’est qu’il manquera beaucoup, beaucoup de notions pour un troisième. Après, si on comprend ce qu’est un potentiel, d’où vient le $\hbar$ et ce que signifie un laplacien et une dérivée partielle, on comprend en théorie tous les termes de l’équation, ce qui est apparemment le but ici (même si t’en fais pas grand chose)

Si tu n’es pas anglophobe je te conseille le livre No Bullshit Guide to Math and Phisics, dans l’ensemble c’est un très bon livre avec des exercices (et ça c’est cool) mais il est plus axé sur la physique, c’est-à-dire que les modèles mathématiques sont approfondit tout juste pour leur utilisation en physique. Sinon tu peux lire The Feynman lectures on physics mais il faut un bon niveau en math.

C’est une façon de voir les choses, que j’approuve par ailleurs, mais de nature je suis sans cesse en train de chercher de nouvelles choses à appréhender.

Je comprends totalement ce que vous essayez de me faire comprendre Aabu et Holosmos, mais c’est comme ça. C’est dans ma nature et c’est mon choix. Il m’a fallu quasiment trois années pour savoir ce que je voulais et je suis prêt à me lancer.

Merci pour l’acceuil  !

Je comprends et approuve totalement ce que tu as dis, j’vais rajouter ça à ’mon programme’(je sens que ce programme va être très long mais je sais pas pourquoi, ce ’début d’aventure’ m’euphorise ).

Oui c’est ça ! Enfin on est allé quelque peu plus loin : on a eu un cours sur "L’histoire de l’atome", on a donc vu son origine grecque, le modèle de Thomson, celui de Rutherford(comme tu l’avais dit), le modèle de Bohr et le modèle de Schrödinger(on a eu quelques explications sur le ’nuage de probabilité’ de ce dernier). Comme tu l’as dis, on a vu sa structure où l’on s’est arrêté au numéro atomique Z, sa structure lacunaire et quelques grandeurs. Mais sinon ces derniers temps on a quelques cours de mécanique(notion de référentiel, la description et caractérisation du mouvement et de sa trajectoire, l’effet fronde et la chronophotographie).

Absolument, d’ailleurs dans Théorème Vivant de Cédric Villani (je dois avoué être fan de monsieur Villani) il y a un concours de circonstance du à des connaissances dans des théories qui à première vue non clairement rien à voir. Et ça c’est beau .

Encore une fois merci infiniment pour cet aide et ces conseils rezemika !

Je suis conscient que je dois partir de zéro et j’y suis prêt ! Je pense que des notions basiques type lycée qui n’ont à priori rien à voir avec des mathématiques (particulièrement) poussées ou alors de la Physique Quantique sont pourtant essentielle à la compréhension(c’est sans doute une idée que je m’en fais en revanche). Je suis totalement prêt à faire tout le programme du lycée (haa bah c’est bon, j’ai mon point de départ !) un peu en avance, en ne traitant que les mathématiques et la physique en avance. Puis en ayant ces bases d’acquises espérer enfin pouvoir commencer à les utiliser à bon escient.

Oups je me suis mal exprimé, quand je disais comprendre, je ne parlais pas de cas précis, je parlais de généralité et non de cas précis. (Mais je ne suis pas sur d’avoir bien interprété ton message.)

Par exemple là, en quelques clics j’ai compris grossièrement la notion de potentiel et la constante de Planck. En revanche pour l’opérateur Laplacien, ça viendra ! Et pour la dérivée partielle, j’ai regardé l’exemple proposé par Wikipedia et je trouve cela très intéressant ! Bon je ne comprends que grossièrement mais c’est un début.

Merci infiniment ! J’en prends note et je vais regarder tout ça de plus près !

Je ne serais comment tous vous remercier.

Cordialement,
Garnier Mathias

Nan mais déjà tu peut te renseigner un peu sur ce qu’est la physique quantique, il existe des livres de vulgarisation comme celui de Guy Louis-Gavet.

Ensuite, les mathématiques nécessaires demandent beaucoup d’investissement avant d’entrer dans le sujet. Et après il faut refaire la même chose pour la physique…

Deux livres de Leonard Susskind :
The theoretical minimum
The theoretical minimum - Quantum physics

Ça te dira quelles sont les minimum mathématiques a avoir. Il aborde le minimum a connaitre, sans développer mais ça te permettra de savoir quelles notions il faut que tu bosses.

Juste une question : pourquoi la physique quantique en particulier ? Vu que t’es en troisième j’imagine que tu n’as pas encore vraiment abordé la mécanique classique (mouvement rectiligne uniforme peut-être ?). Bref je suis plutôt de l’avis d’Holosmos pour le coup même si je comprends ton envie d’avancer, il ya déjà largement de quoi t’amuser avec des notions qui te seront plus accessibles.

C’est une façon de voir les choses, que j’approuve par ailleurs, mais de nature je suis sans cesse en train de chercher de nouvelles choses à appréhender.

Et c’est très bien. Mais tu devrais nous faire confiance quand on te dit que la route est longue et que courir ne te sera d’aucune utilité.

Tu as déjà beaucoup de choses à faire jusqu’au bac. Si tu veux travailler plus je ne doute pas que tes livres aient déjà matière à te donner.

Tout comme on ne devient pas musicien professionnel en 3 ans, c’est déjà suffisamment difficile et exigent d’espérer comprendre la physique en 10 ans d’études

Je me suis déjà quelque peu renseigné sur le sujet. Je connais l’expérience des Fentes de Young, l’expérience de pensée du chat de Schrödinger, le principe d’incertitude d’Heisenberg, le paradoxe EPR, la superposition quantique et que cette discipline n’est pas absolue(si je peux me le permettre) mais qu’elle est probabiliste (si je ne dis pas de bêtise). L’indéterminisme de la mesure en d’autres termes.

De plus dans le cadre scolaire, j’ai eu la chance d’effectuer mon stage de découverte dans deux laboratoires du CNRS, un en Physique Théorique et le second en Chimie Quantique. J’ai pu poser quelques questions, et mon maître de stage a été très accueillant suite à cette nouvelle. Il m’a montré quelques revues de vulgarisation et quelques corpus. Vous vous en doutez certainement, c’était très rudimentaire mais cela m’a simplement donné envie.

Je m’en suis pleinement conscient que le niveaux en Mathématiques et Physique pour espérer approcher cette discipline demande énormément d’investissement et de volonté, mais justement c’est une des choses qui m’attire (en partie ).

Merci infiniment ! Je vais aller regarder ça de plus près ! Et pour rebondir sur ce sujet, le livre que m’a proposé LudoBike m’intéresse vraiment. D’ailleurs, sur le site de Leonard Susskind, j’ai pu trouver trouver quelques cours vidéos qui m’ont vraiment l’air intéressant (pour quand j’aurai le niveau )!

On a quelque peu abordé la mécanique classique(notion de référentiel, la description et caractérisation du mouvement et de sa trajectoire(mouvement rectiligne, uniforme, curviligne) et son rapport avec la vitesse, l’effet fronde…).

Pourquoi la Physique Quantique , en particulier ? C’est une excellente question ! Tout d’abord, ça me passionne, c’est un domaine scientifique qui regorge de secret et pour moi avec quelques autres disciplines, c’est l’avenir (même si cette discipline s’avère être celle de demain, ce n’est absolument pas une motivation principale) ! De plus je trouve la mécanique quantique très belle . Je vais me répéter un peu, mais c’est dans ma nature de vouloir comprendre des choses de ce genre ! C’est entre autre quelque chose qui me permet de m’échapper, de ne penser qu’à ça. J’ai cette impression avec les Mathématiques et la Physique, mais c’est bien moins présent qu’avec la Physique Quantique(par exemple lors de la lecture de revue basée sur la vulgarisation). C’est quelque chose que je ne sais pas expliquer, c’est comme ça. Ça me met bien .

Je vais donc suivre ton conseil sur l’utilisation de livre, tout en détournant quelque peu ce conseil. Je ne vais pas courir alors, je vais marcher et gravir les échelons(ce qui était prévu d’ailleurs). D’abord je commencerai par des problèmes de mathématiques et Physique de mon niveau (ce que je fais déjà), puis une fois le programme totalement maîtrisé, je passerai au programme de seconde où je répéterai cette action ainsi de suite. Tout déprendra de mon rythme. Cela peut me prendre autant de temps que scolairement, comme ça peut aller plus vite. J’irai à mon rythme et ne me presserai jamais en pensant à tout le temps qu’il me reste et que ce n’est pas une course, bien loin de là !

Vraiment ne le prend pas mal, mais je ne peux pas me permettre d’attendre. J’ai ’réfléchi durant trois années’ jusqu’à attendre le bon moment, le moment où je me sentais apte à commencer. J’ai déjà commencé à dévorer la géométrie du triangle de Yvonne et René Sortais, Les secrets de la matière de Etienne Klein, Une brève histoire du temps de Stephen Hawking, La nature de l’espace et du temps de Stephen Hawking et Roger Penrose. Et un Atlas de Philosophie par Peter Kunzmann, Franz-Peter Burkard et Franz Wiedmann et Le discours de la méthode de Descartes. Car je trouve cela extrêmement important de coupler les sciences ’dures’(mathématiques et physique) à de la philosophie, permettant de développer le raisonnement et son avis critique.

Enfin du moins si, je vais attendre, tout en étant ’actif’. Je ne compte absolument pas me lancer dans la Physique Quantique dans deux ans en me disant, "C’est bon je connais le programme de mathématiques et physique du lycée, je suis apte !" Absolument pas ! J’étudierai le programme des facultés en couplant tout cela a de la philosophie et d’autres petites disciplines pour, une fois en faculté ou classe préparatoire avoir des bases extrêmement solide et ne faire que les consolider en les couplant a de nouvelles choses que j’apprendrais dans l’endroit où je ferai mes études. En quelque sorte je serai tout le temps en train d’apprendre quelque chose de nouveau.

Cordialement,
Garnier Mathias

Je ne réagis que sur ce qui suit, mais je pense que le paragraphe qui précède est également une fausse bonne idée; je ne veux cependant pas décourager davantage ta « quête de savoir. »

Sans rancune pour les physiciens, mais ces livres sont bien plus sexys que la réalité le l’est. Ils essaient de donner une intuition pour des phénomènes qui semblent passionnants, mais derrière se cachent beaucoup de calculs qui sont nécessaires pour comprendre ce que ces livres essaient de te dire. Et ces calculs sont bien moins « mystiques » que la physique quantique comme on te la vend, dans le sens où ils ne cachent aucune magie (peut-être qu’un physicien peut les trouver élégants, tout au mieux).

pour moi avec quelques autres disciplines, c’est l’avenir (même si cette discipline s’avère être celle de demain, ce n’est absolument pas une motivation principale) !

Je trouve un peu facile de penser qu’il s’agit de l’avenir. Ça peut être utilisé pour régler des problèmes qui se posent ou se poseront dans le futur, mais la réalité est nettement plus terre-à-terre.

Quand je sais que la théorie de jauge c’est un truc qu’on voit pas avant la thèse (!!), j’ai pas envie de te décourager ou de te décevoir mais ce n’est pas parce que tu as 14 ans, que tu y penses depuis 11 et que tu as lu quelques textes de vulgarisation ; que tu as la maturité intellectuelle nécessaire.

C’est très bien d’être curieux et d’avoir des projets. Mais à ton âge tu devrais garder ça comme une distraction. Tu connais quelques pistes pour la vulgarisation et je t’incite à continuer par là en parallèle de ton parcours scolaire.

C’est un énorme piège et source de frustration que de penser qu’on peut aller droit au but de cette façon. C’est impossible d’apprendre de cette manière. Parce qu’on arrive vite dans des domaines difficiles à saisir et qu’il faut l’expérience (longue à accumuler) pour arriver à s’accrocher (et c’est vrai aussi pour le moral).

D’ailleurs je vais être plus explicite encore. T’auras beau avoir lu tous les jours pendant 5 ans la définition d’un fibré principal, si tu n’as pas le recul et l’expérience en géométrie et en topologie tu n’arriveras nul part.

Toute cette expérience qui est nécessaire c’est pas en 100 ou 200 heures qu’elle s’accumule. Ça prend des années à plein temps.

C’est pas pour rien si on a mis des siècles à en arriver là …

Edit : la théorie de jauge c’est quand même ce qui est derrière le modèle standard. Trouver plus essentiel en physique quantique, c’est difficile.

Vous lui expliquez maladroitement qu’il a besoin de beaucoup de base rudimentaire pour maîtriser le domaine de la quantique, que l’on obtient normalement lors du cursus scolaire et qui ne sont pas forcément spécifique au domaine de la physique quantique.

Le problème des livres spécialisé est qu’ils ont tendance à viser un public type déjà documenté (via le même cursus). Les livres ne font pas le lien avec les compétences/savoirs nécessaires à la compréhension, sans expérience, tu risques de passer a côté ou faire une erreur de compréhension (en cascade).

Je rejoins les messages des autres avions, dans l’idée où que tu ne peux pas sauter les bases des mathématiques/sciences physiques en croyant que seules les connaissances spécifiques à la science physique sont nécessaires.

Je ne comprends pas exactement ton passage contenant le mot ’mystique’. Mais de ce que j’en ai compris, je trouve les calculs autant si ce n’est plus passionnant que "cette intuition pour le phénomène".

Quand je parlais d’avenir, j’entends par là que ça servira énormément dans certains domaines et que sans ça, cela aurait été impossible. Je ne parlais pas de généralisation du futur.

Je n’aurais jamais la prétention de dire que j’ai la maturité intellectuelle pour apprendre et surtout comprendre des choses que des thésards apprennent. Je te prie de m’excuser si je me suis mal exprimé à un moment et que tu en as déduit cela.

Encore une fois je vais me répéter mais je n’ai jamais pensé à ce que cet objectif prime sur ma scolarité, bien au contraire, il m’aide et consolide mes connaissances tout en développant ma réflexion. Ça restera une distraction ou alors tout au plus loisir qui me prendra du temps et qui me fait plaisir. Sans mentir, je me demande si vous auriez réagit de la même manière si je n’avais pas donné mon âge. Mais bon je trouvais ça normal de le donner et vous y avez bien réagit. Je comprends totalement vos réactions et les apprécie au passage. Je me demande quel âge vous m’auriez donné d’ailleurs .

Je vais me construire sur des bases que je vais me faire. Ces bases je les consoliderai avec le temps et de multiples exercices(scolaire ou pas). Mon objectif est d’obtenir le niveau suffisant pour un jour pouvoir espérer appréhender la Physique Quantique et m’y épanouir par ailleurs. Je pense pouvoir commencer à mon échelle on faisant des problèmes de mon niveau et en augmentant la difficulté au fil du temps et de l’expérience que j’acquiert.

Le seul livre qui m’intéresse vraiment et dont je le pense abordable lorsque j’aurai un niveau convenable est NO BULLSHIT guide to MATH and PHYSICS .

Pour l’histoire de base rudimentaire, je le savais et le sais. Dans ma tête c’était très clair, j’ai sans doute eu un peu de mal à le faire comprendre je pense. Pourtant j’en ai parlé quatre ou cinq fois. J’ai vraiment dû mal m’exprimer, mais sachez que j’en suis pleinement conscient qu’il faut un bagage mathématique et physique monstrueux. Et je vais tout faire pour. Tout d’abord, en commençant par consolider tous les concepts pouvant être étudiés à mon niveau, puis "gravir les échelons" au fur et à mesure, sans se presser et le faire le mieux possible. Que ce soit en s’entraînant(exercices écrits, oraux, modélisation du concept en C++[…]) ou alors en appliquant ces concepts à des faits concrets. Je me répète encore, et encore, mais je suis totalement conscient du travail monstrueux qu’il va falloir que je fasse. Et j’y suis prêt. J’ai le temps, l’envie et l’objectif.

Je tiens à mettre un point au clair également. Je me doute que des "petits" comme moi vous en voyez souvent. Pleins d’idées, souvent irréalisables. Mais sachez vraiment, que si je persiste autant c’est car je m’en sens capable et absolument pas pour vous "manquer de respect" ou vous tenir tête. D’ailleurs pour vous le prouver je suis prêt à utiliser ce topic comme récapitulatif mensuel ou semi-mensuel où j’exposerai mon avancement. Si vous le souhaiter, j’y suis prêt et déterminé ! De plus cela me permettra d’échanger sur les erreurs que j’aurai pu commettre, les points que j’ai oublié d’aborder[…]. Au début ce ne sera que des notions un peu ’bateau’ et puis au fur et à mesure du temps ça se complexifiera. Si je le fais, imaginez dans deux ou trois années où je pourrais en être .

Je tiens vraiment à vous remercier énormément pour tous les conseils et mises en garde que vous me donner.

Cordialement,
Garnier Mathias

Et j’y suis prêt. J’ai le temps, l’envie et l’objectif.

Comment tu vois la chose en fait ? J’ai bien compris tes messages, mais tu es très évasif sur tes objectifs et les contraintes que tu te mets.

Quand je lis :

Au début ce ne sera que des notions un peu ’bateau’ et puis au fur et à mesure du temps ça se complexifiera. Si je le fais, imaginez dans deux ou trois années où je pourrais en être

Je continue à me dire que tu es peut-être trop optimiste. Dans deux ou trois ans tu en seras probablement au stade d’un niveau bac, peut-être un début de bac+1.

Rien ne t’empêches de faire ça. Mais de mon expérience et de celle des matheux que je connais, il y a mieux à faire à ton stade. Si tu veux vraiment faire des maths (ou de la physique), tu peux par exemple te tourner vers les olympiades … même si l’intérêt mathématique n’est pas le même, ça te sera beaucoup plus profitable.