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Est-ce que vous vous êtes déjà posé des questions sur la nature de l'Univers ?
Have you ever asked yourself about the actual nature of the universe?
Je ne parle pas d'un Univers abstrait, je parle de notre Univers, celui dans lequel on habite, celui dans lequel vous êtes vous.
I'm not talking about any abstract universe but our universe, the one in which we all live, the one where you are now.
Est-ce que vous vous êtes déjà demandé de quoi était composé votre corps, l'air que vous respirez, même les chaises sur lesquelles vous êtes assis ?
Have you ever thought about what you body was really made of? Or the air you breathe or even the very chair you are sitting on?
Si jamais la réponse est oui, alors vous avez peut-être remarqué qu'il existe autour de nous des indices qui nous permettent de déchiffrer un petit peu tout ça.
If the answer is yes, then you might have noticed that around you you can find clues that can help you decode all that.
Par exemple, si je prends mon verre, il y a de l'eau dedans, et que je vous lance dessus, hop, ah il y en a quelques-uns qui s'écartent un petit peu.
For example, if I grab my glass, you see there is water in it, and I throw it at you, here, some of you would move aside a little.
Personne dans la salle, ni nulle part sur Terre, ne s'est dit que, une fois lancée, l'eau qui vole va s'arrêter au milieu, faire demi-tour et revenir dans mon verre.
Nobody in this room, or anywhere else on Earth ever thought that once you throw the water, it would stop halfway in the air turn around and go back into my glass.
Pourquoi ?
And why is that?
Parce que nous avons tous l’intuition qu'il existe des lois dans la nature, et que ces lois ne peuvent pas être violées.
We all have this feeling that some laws of Nature actually exist, and that those very laws cannot be broken.
Le but de la physique théorique, c'est de découvrir ces lois.
The aim of theoretical physics is to figure out what those laws are.
Il faut admettre que nous, les humains, on est plutôt bon pour faire ça .
One have to admit that, as humans, we are rather good at that.
Je vous donne juste une petite idée.
Just to give you an idea.
Depuis Newton, on peut décrire tout ce qu'il se passe autour de nous, le comportement de tous les objets, c'est bon, on sait faire.
Since Newton, we can all describe every single thing that is happening around us, including the state of objects. That, we know how to do.
Mais depuis Newton, on est allé un petit peu plus loin.
But since Newton, we went a little further than that.
On est même rentré dans un monde qui est au-delà de nos sens.
We even entered a world that goes beyond our senses.
Un monde dans lequel notre intuition ne marche plus.
A world in which our intuition no longer applies.
C'est un monde merveilleux, vous allez voir.
It is a wonderful world, and I'll tell you why.
En 1905, Albert Einstein nous a appris que la lumière était faite de petits paquets d'énergie.
In 1905, Albert Einstein taught us that light is made of tiny pieces of energy.
Des petits paquets, en latin, ça se dit "quanta".
In Latin, "tiny pieces" would be translated as "quanta."
Ce qu'Einstein a fait, avec d'autres, c'était d'ouvrir un nouveau monde, celui de la mécanique quantique, la physique quantique, le monde du minuscule, le monde des rayons lumineux.
What Einstein and other fellows did, was to open us up on a new world, the world of quantum mechanics and quantum physics, a tiny world that is the world of luminous rays.
Mais voilà que si je vous propose de vous projeter en imaginaire en 1924 à Paris, il y a un jeune scientifique français qui vient de publier sa thèse.
I'll ask you to imagine that, for a moment, you are in 1942 in Paris, where a young scientist just got his thesis published.
Il a 32 ans, il s'appelle Louis de Broglie et il affirme quelque chose d'extraordinaire.
He is 32, and his name is Louis de Broglie, and he states something extraordinary.
Calculs à l'appui, il nous dit que finalement, lumière et matière - cette lumière qui est autour de nous, et cette matière dont vos corps sont faits - ne sont pas si différents que ça.
In support of his calculations, he states the light that is around us, and this matter that your bodies are made of are not that different from one another.
La matière elle-même est faite de petits paquets d'énergie.
The matter would actually be made of those tiny pieces of energy.
Donc la matière elle-même obéit aux lois du monde quantique.
That would mean that matter itself would follow the laws of quantum science.
Rien que pour ça, De Broglie a vécu le rêve de tous les doctorants de la planète, à savoir recevoir, 7 ans plus tard, le prix Nobel pour sa thèse.
And just for this, De Broglie achieved the dream of every PhD student on earth, that is to say receiving a Nobel Prize for his thesis, 7 years later.
C'est quand même pas mal.
And that's not so bad after all.
Un des pères fondateurs de la physique quantique, s'est immédiatement emparé de cette idée et il s'est mis cette tâche, d'essayer de découvrir grâce à ça le fonctionnement de l'ensemble du monde du tout petit.
On the founding fathers of quantum physics immediately got his hands on this idea and started to work on trying to find out how the whole world of the infinitely small works. And guess what?
Et figurez-vous qu'il a réussi, il a trouvé une équation, qui s'appelle l'équation de Schrödinger, qui décrit la façon dont se comportent toutes les particules de notre Univers.
He succeeded in finding an equation that he named the Schrödinger's equation. It describes the way particles behave within our universe.
Il a un petit peu fait, si vous voulez, pour le monde du minuscule, ce que Newton avait fait pour le monde qui nous entoure.
In a few words, he did for the world of the infinitely small what Newton did for the world around.
Si vous tirez une flèche, Newton vous dit où elle va tomber.
If you shoot an arrow, Newton would tell you where it will land.
Si vous lancez une particule, eh bien Schrödinger vous décrit ce qu'elle va devenir.
If you throw a particle, well, Schrödinger would tell you what it will become.
Manque de pot, les particules, dans le monde du tout petit, c'est pas comme des flèches.
Unfortunately, in the world of the infinitely small, particles are no arrows.
C'est même pas comme des petites balles.
They are not even like small balls.
Il faut à la place imaginer une sorte de nuage, avec plein de mini balles partout, qui sont soit là, soit pas là, qui existent, qui n'existent pas, qui sont superposées en même temps et qui sont un petit peu partout.
Instead, you have to imagine a kind of cloud filled with small balls that are either present or missing, that exist or don't exist and that are overlaid and that are almost everywhere.
L'équation de Schrödinger nous décrit comment ce nuage-là va évoluer dans le temps.
Schrödinger's equation describes how this cloud will evolve through time.
Et ce qu'il a trouvé est extrêmement bizarre.
And what he eventually found was very strange.
Pour vous donner une idée de ce que cela voudrait dire dans notre monde à nous, il a conçu une expérience de pensée qui s'appelle l'expérience du chat de Schrödinger.
Just to give you an idea of what it could mean from our world's perspective, he came up with a thought experiment he named the Schrödinger's cat experiment.
L'expérience, la voici : dans cette boite, il y a un chat.
Here it goes: in this box, there is a cat.
(Miaulements) Ah !
(Mioawing) Ah!
Il dormait peut-être un petit peu, en tout cas il y a un chat.
It might have been sleeping, anyhow, there is a cat.
Mais il n'y a pas que un chat.
But there is more than a cat.
Il n'avait pas l'air très content parce qu'à côté de lui, Schrödinger a mis - moi aussi du coup - une substance radioactive.
It didn't sound very happy, because on its side Schrödinger placed, and so did I, a radioactive substance.
Une substance radioactive, c'est quoi ?
What is a radioactive substance?
C'est une substance qui peut se casser en deux.
It is a substance we can split into two.
C'est pour ça qu'on vous a fait signer une décharge au premier rang, c'est parce que c'est radioactif là-dedans.
That's why the first row had to sign the legal discharge earlier, it's because it is radioactive in there.
C'est une substance qui peut se casser en deux spontanément, sans qu'on puisse prévoir à l'avance, quand ça va avoir lieu.
So, we have a substance that can be split into two without us knowing in advance whether or not it will happen.
Donc il y a cette petite substance à l'intérieur, et celle que j'ai mise a une chance sur deux de se casser, de se désintégrer entre maintenant et la fin de l'expérience.
So, there is this little substance inside and with the one I place here, there is a 50/50 chance it will break, or be blown apart between now and the end of the experiment.
Mais il n'a pas fait que ça, Schrödinger.
But Schrödinger did not only did that.
À côté de cette petite substance, il a mis un dispositif aussi ingénieux que sadique qui fait que si jamais la substance se désintègre, un poison est libéré, et le chat meurt.
With this little substance, he added a device, as smart as sadistic, that would release a poison and eventually kill the cat in case the substance blows away.
Si la substance ne se désintègre pas, le chat est tranquille.
If on the contrary the substance stays as is, the cat is safe.
Les lois de la physique quantique nous disent que tant que je n'ai pas regardé à l'intérieur, tant que je n'ai pas ouvert la boîte, la substance radioactive s'est désintégrée et ne s'est pas désintégrée en même temps.
The laws of quantum physics tell us as long as no-one has looked inside, as long as no-one opened the box, the radioactive substance has blown away but at the same time, hasn't.
Ce qui veut dire que le poison a été libéré et n'a pas été libéré.
It means the poison has and hasn't been released.
Ce qui veut dire que le chat à l'intérieur n'est pas mort ou vivant, mais mort et vivant.
Consequently, the cat inside is not dead or alive, but dead and alive.
Ça parait complètement absurde, je suis d'accord avec vous.
It sounds completely insane, I agree.
Mais, c'est ce que disent les maths, ils sont formels !
But after all, that's what maths tells us, and they are positive.
Si les lois de la physique quantique telles qu'on les connaît sont valides, Schrödinger avec son équation, dit qu'il y a là-dedans un chat à la fois mort et vivant.
If the laws of quantum physics as we know them are correct then Schrödinger and his equation will tell you that in this box, the cat is both dead an alive.
Je vous propose qu'on vérifie tout de suite.
Let's have look.
(Miaulements) Ah, déjà il n'est pas mort, c'est déjà bien.
(Miaowing) Well, at least it's not dead, which is good.
Mais figurez-vous qu'il n'y en avait qu'un.
But you see, there was only one cat.
Comme vous vous y attendiez peut-être.
As you might have expected.
Vous êtes peut-être aussi rassurés que le chat soit vivant et non pas mort.
And you might be a bit relieved that the cat is alive and not dead.
Mais figurez-vous que moi, ça me perturbe beaucoup qu'il n'y ait qu'un seul chat à l'intérieur.
But you know, as for me, it disturbs me a lot that there is only one cat inside.
Parce que je crois aux maths, je crois à la physique qui est derrière.
I believe in maths, I believe in the physics that's behind it.
Et si les maths disent qu'il devrait y avoir deux chats à l'intérieur, la question c'est : il est passé où le chat mort ?
And if maths says that there should be two cats inside the questions is: where is the dead cat now?
Il devrait être là, il n'est pas là, il est où ?
It should then be there but is not. So where is it?
On peut croire ça aussi absurde, mais des scientifiques sont payés pour essayer de répondre à cette question.
As crazy as it sounds, scientists are actually paid to try and answer this very question.
(Rires) Et ils ont même été payés pendant des années.
(Laughter) They were even paid for years.
Schrödinger a fait cette expérience de pensée, il l'a publiée en 1935.
Schrödinger published this thought experiment in 1935.
Pendant une dizaine d'années après ça, même presque 20 ans, quasi tous les scientifiques de la planète ont cherché le chat mort !
For a decade after that, maybe even two, almost all the scientist on earth have been looking for the dead cat.
Jusqu'à ce qu'un jeune américain du nom de Hugh Everett III, arrive avec une solution complètement hallucinante !
Up until a young American named Hugh Everett III came up with an incredible solution.
Il s'est dit que si Einstein et De Broglie ont raison, ce qui semble être le cas, donc la matière et la lumière sont quantiques, vu que notre Univers entier est fait de matière et de lumière, il n'y a absolument aucune raison que l'Univers tout entier ne soit pas lui-même quantique.
He thought to himself that if Einstein and De Broglie were really right, which seemed to be the case, then light and matter are quantum since our whole universe is made of light and matter, then, there is no reason at all that the universe itself would not be quantum.
Et donc, une superposition d'états de lui-même, dans lequel il y a plein de possibles.
And consequently, a superposition within its different states, where there are many possibles.
Ce qu'il veut dire, c'est que, au moment où j'ai ouvert la boîte, les deux chats étaient dedans avant.
What he means is that when I opened the box, two cats were inside.
Et au moment où je l'ai ouverte, notre Univers tout entier s'est scindé en deux.
And when I opened it, our whole universe split into two.
Dans un des deux, celui dans lequel on vivait nous, le chat était vivant.
In one of them, the one where we lived, the cat was alive.
Dans l'autre, le chat était mort.
In the other it was dead.
Cet univers-là, c'est un univers parallèle au nôtre, qui va vivre sa vie ad vitam eternam.
This very universe would be universe parallel to ours that would remain forever.
On m'a dit qu'à la fin d'un de ses cours sur la physique quantique, Einstein a dit à ses élèves : « Si vous m'avez compris, c'est que je n'ai pas été clair. »
I was told that at the end of one his lessons on quantum physics, Einstein told his students, "If you understood what I said, it means I wasn't clear enough."
(Rires) Eh bien, Hugh Everett III n'a pas eu le prix Nobel pour avoir publié ce papier pour sa thèse, au contraire, il a abandonné la physique en se disant « C'est n’importe quoi. ».
(Laughter) Hugh Everett III didn't get the Nobel Prize because he published this paper with his thesis on the contrary, he abandoned physics, thinking it was rubbish.
(Rires) Pourtant, il avait peut-être raison.
(Laughter) He might have been right though.
Mais pour vérifier ça à son époque, il aurait fallu pouvoir voir des atomes un par un.
But at the time, to check his theory would mean we would need to see every single atom.
Les voir dans des états superposés, et les expérimenter, et les regarder.
See them in their overlapping state, to try them out and actually observe them.
À son époque, expérimentalement, c'était complètement exclu.
Then again, at this time, it was experimentally out of the question.