Exploring other dimensions - Alex Rosenthal and George Zaidan

Explorer d'autres dimensions – Alex Rosenthal et George Zaidan

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2013-07-17 ・ TED-Ed


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Explorer d'autres dimensions – Alex Rosenthal et George Zaidan

5,200,503 views ・ 2013-07-17

TED-Ed


Veuillez double-cliquer sur les sous-titres anglais ci-dessous pour lire la vidéo.

Traducteur: Corinne ar Mero Relecteur: Elisabeth Buffard
00:11
We live in a three-dimensional world
0
11702
2025
Nous vivons dans un monde en trois dimensions,
00:13
where everything has length,
1
13751
967
où tout a une longueur,
00:14
width,
2
14742
603
une largeur
00:15
and height.
3
15369
1386
et une hauteur.
00:16
But what if our world were two-dimensional?
4
16779
2373
Et si notre monde n'avait que deux dimensions ?
00:19
We would be squashed down
5
19176
1422
Nous serions applatis
00:20
to occupy a single plane of existence,
6
20622
2488
pour n'occuper qu'un seul plan de l'existence,
00:23
geometrically speaking, of course.
7
23134
1990
géométriquement parlant, bien sûr.
00:25
And what would that world look and feel like?
8
25148
2705
À quoi ce monde ressemblerait-il ?
00:27
This is the premise
9
27877
635
C'est le point de départ
00:28
of Edwin Abbott's 1884 novella, Flatland.
10
28536
3495
de « Flatland », la nouvelle d'Edwin Abbott, en 1884.
00:32
Flatland is a fun, mathematical thought experiment
11
32055
2381
Il y propose une expérience mathématique amusante,
00:34
that follows the trials and tribulations of a square
12
34460
2578
en suivant les tribulations d'un carré
confronté à la troisième dimension.
00:37
exposed to the third dimension.
13
37062
2517
00:39
But what is a dimension, anyway?
14
39603
2356
Mais au fait, c'est quoi une dimension ?
00:41
For our purposes, a dimension is a direction,
15
41983
2858
On la définira ici comme une direction,
00:44
which we can picture as a line.
16
44865
2238
qu'on peut représenter par une ligne.
00:47
For our direction to be a dimension,
17
47127
2172
Pour que cette direction soit une dimension,
00:49
it has to be at right angles to all other dimensions.
18
49323
4010
elle doit être à angle droit par rapport aux autres dimensions.
00:53
So, a one-dimensional space is just a line.
19
53357
2764
Un espace unidimensionnel n'est rien d'autre qu'une ligne.
00:56
A two-dimensional space is defined
20
56145
1781
Un espace à deux dimensions est délimité
00:57
by two perpendicular lines,
21
57950
2131
par deux lignes perpendiculaires,
01:00
which describe a flat plane
22
60105
1546
ce qui définit un plan plat,
01:01
like a piece of paper.
23
61675
1612
comme une feuille de papier.
01:03
And a three-dimensional space
24
63311
1381
Dans un espace à trois dimensions
01:04
adds a third perpendicular line,
25
64716
2022
une troisième ligne perpendiculaire vient s'ajouter,
01:06
which gives us height
26
66762
1258
ce qui nous donne la hauteur,
01:08
and the world we're familiar with.
27
68044
2604
comme dans notre monde.
01:10
So, what about four dimensions?
28
70672
1800
Comment serait un monde à quatre dimensions ?
01:12
And five?
29
72496
958
À cinq dimensions ?
01:13
And eleven?
30
73478
1093
À onze dimensions ?
01:14
Where do we put these new perpendicular lines?
31
74595
2686
Où seraient les nouvelles perpendiculaires ?
01:17
This is where Flatland can help us.
32
77305
2511
C'est là que Flatland peut nous aider.
01:19
Let's look at our square protagonist's world.
33
79840
2873
Observons le monde de notre carré.
01:22
Flatland is populated by geometric shapes,
34
82737
2504
Faltland est peuplé de figures géométriques
01:25
ranging from isosceles trianges
35
85265
1644
qui vont des triangles isocèles
01:26
to equilateral triangles
36
86933
1243
en passant par les triangles équilatéraux,
01:28
to squares,
37
88200
765
01:28
pentagons,
38
88989
505
les carrés
les pentagones,
01:29
hexagons,
39
89518
571
les hexagones,
01:30
all the way up to circles.
40
90113
2131
jusqu'aux cercles.
01:32
These shapes are all scurrying around a flat world,
41
92268
2739
Ces formes s'agitent toutes sur un monde plat,
01:35
living their flat lives.
42
95031
1727
et vivent leurs vies plates.
01:36
They have a single eye on the front of their faces,
43
96782
2651
Elles ont un œil unique sur une face.
01:39
and let's see what the world looks like
44
99457
1059
Voyons comment est le monde
01:40
from their perspective.
45
100540
1892
de leur point de vue.
01:42
What they see is essentially one dimension,
46
102456
2868
Elles voient une seule dimension,
01:45
a line.
47
105348
1087
une ligne.
01:46
But in Abbott's Flatland,
48
106459
1363
Mais dans le Flatland d'Abbott,
01:47
closer objects are brighter,
49
107846
1926
les objets proches sont plus clairs,
01:49
and that's how they see depth.
50
109796
2157
les formes se représentent la profondeur ainsi.
01:51
So a triangle looks different from a square,
51
111977
2308
Un triangle n'a pas le même aspect qu'un carré,
01:54
looks different a circle,
52
114309
1266
est différent d'un cercle,
01:55
and so on.
53
115599
1275
et ainsi de suite.
01:56
Their brains cannot comprehend the third dimension.
54
116898
2589
Leur cerveau ne peut appréhender la troisième dimension.
01:59
In fact, they vehemently deny its existence
55
119511
2852
Elles contestent même son existence avec énergie,
02:02
because it's simply not part of their world
56
122387
2147
juste parce qu'elle ne fait pas partie de leur monde,
02:04
or experience.
57
124558
1675
ou de ce qu'elles connaissent.
02:06
But all they need,
58
126257
1041
Mais tout ce dont elles ont besoin,
02:07
as it turns out,
59
127322
1138
en réalité,
02:08
is a little boost.
60
128484
2090
c'est d'un petit coup de pouce.
02:10
One day a sphere shows up in Flatland
61
130598
1894
Un jour, une sphère arrive sur Flatland,
02:12
to visit our square hero.
62
132516
1725
et rend visite à notre héros carré.
02:14
Here's what it looks like
63
134265
913
Voilà à quoi ressemble
02:15
when the sphere passes through Flatland
64
135202
2123
le passage de la sphère par Flatland
02:17
from the square's perspective,
65
137349
2492
du point de vue du carré.
02:19
and this blows his little square mind.
66
139865
2600
Sa petite tête carrée en est toute retournée.
02:22
Then the sphere lifts the square
67
142489
1862
Puis la sphère emporte le carré
02:24
into the third dimension,
68
144375
1514
dans la troisième dimension,
02:25
the height direction where no Flatlander has gone before
69
145913
3025
vers la hauteur, inconnue des Flatlandiens.
02:28
and shows him his world.
70
148962
1981
Et elle lui montre son monde.
02:30
From up here, the square can see everything:
71
150967
2561
De là-haut, le carré peut tout voir :
02:33
the shapes of buildings,
72
153552
1056
la forme des bâtiments,
02:34
all the precious gems hidden in the Earth,
73
154632
2117
les pierres précieuses cachées sous terre,
02:36
and even the insides of his friends,
74
156773
2548
et même l'intérieur de ses amis,
02:39
which is probably pretty awkward.
75
159345
2648
ce qui n'est pas forcément une bonne idée.
02:42
Once the hapless square
76
162017
1098
Une fois que le pauvre carré
02:43
comes to terms with the third dimension,
77
163139
1729
a goûté à la troisième dimension,
02:44
he begs his host to help him
78
164892
1364
il supplie la sphère de l'aider
02:46
visit the fourth and higher dimensions,
79
166280
2217
à visiter la quatrième dimension, et d'autres encore.
02:48
but the sphere bristles at the mere suggestion
80
168521
2191
Mais la sphère se hérisse à la simple idée
02:50
of dimensions higher than three
81
170736
1594
qu'il y ait plus de trois dimensions,
02:52
and exiles the square back to Flatland.
82
172354
2974
et elle repose le carré sur Flatland.
02:55
Now, the sphere's indignation is understandable.
83
175352
2475
On peut comprendre l'indignation de la sphère.
02:57
A fourth dimension is very difficult
84
177851
1715
Il est très difficile d'imaginer la quatrième dimension
02:59
to reconcile with our experience of the world.
85
179590
2595
à partir de notre expérience du monde.
03:02
Short of being lifted into the fourth dimension
86
182209
2239
À moins d'être tiré vers cette dimension
03:04
by visiting hypercube,
87
184472
1086
par un hypercube venu nous voir,
03:05
we can't experience it,
88
185582
1909
on ne peut en faire l'expérience.
03:07
but we can get close.
89
187515
1631
Mais on peut s'en approcher.
03:09
You'll recall that when the sphere
90
189170
1351
Vous vous souvenez que lorsque la sphère
03:10
first visited the second dimension,
91
190545
1895
est passée dans la deuxième dimension,
03:12
he looked like a series of circles
92
192464
1775
elle ressemblait à une succession de cercles.
03:14
that started as a point
93
194263
1176
Le premier était
03:15
when he touched Flatland,
94
195463
1394
son point de contact avec Flatland,
03:16
grew bigger until he was halfway through,
95
196881
2284
grandi ensuite jusqu'à mi-passage
03:19
and then shrank smaller again.
96
199189
1973
avant de rapetisser à nouveau.
03:21
We can think of this visit
97
201186
1306
On peut se représenter ceci
03:22
as a series of 2D cross-sections of a 3D object.
98
202516
4142
comme une série de coupes en 2D d'un objet en 3D.
03:26
Well, we can do the same thing
99
206682
1429
On peut donc faire la même chose
03:28
in the third dimension with a four-dimensional object.
100
208135
4061
dans la 3D, avec un objet à quatre dimensions.
03:32
Let's say that a hypersphere
101
212220
1334
Supposons qu'il y ait une hypersphère
03:33
is the 4D equivalent of a 3D sphere.
102
213578
2812
équivalente, dans la 4D, à une sphère en 3D.
03:36
When the 4D object passes through the third dimension,
103
216414
2887
Lorsque l'objet en 4D passe par la troisième dimension,
03:39
it'll look something like this.
104
219325
2583
il ressemble à quelque chose comme ça.
03:41
Let's look at one more way
105
221932
1076
Voyons une autre façon
03:43
of representing a four-dimensional object.
106
223032
2676
de représenter un objet à quatre dimensions.
03:45
Let's say we have a point,
107
225732
860
Supposons qu'on ait un point,
03:46
a zero-dimensional shape.
108
226616
2054
une forme de dimension zéro.
03:48
Now we extend it out one inch
109
228694
1518
Si on l'étend de 2,5 cm,
03:50
and we have a one-dimensional line segment.
110
230236
2562
on obtient un segment de ligne unidimensionnel.
03:52
Extend the whole line segment by an inch,
111
232822
2066
Étendons la ligne de 2,5 centimètres.
03:54
and we get a 2D square.
112
234912
2134
On obtient un carré en 2D.
03:57
Take the whole square and extend it out one inch,
113
237070
2334
Agrandissons ce carré de 2,5 centimètres,
03:59
and we get a 3D cube.
114
239428
1913
on obtient un cube en 3D.
04:01
You can see where we're going with this.
115
241365
1626
Vous voyez vers quoi nous allons.
04:03
Take the whole cube
116
243015
1138
Reprenons le cube obtenu
04:04
and extend it out one inch,
117
244177
1332
et agrandissons-le de 2,5 centimètres,
04:05
this time perpendicular to all three existing directions,
118
245533
3308
perpendiculairement aux trois autres dimensions.
04:08
and we get a 4D hypercube,
119
248865
2369
On obtient un hypercube en 4D,
04:11
also called a tesseract.
120
251258
2544
appelé aussi tesseract.
04:13
For all we know,
121
253826
939
À notre connaissance,
04:14
there could be four-dimensional lifeforms
122
254789
1552
il pourrait y avoir des formes de vie en 4D,
04:16
somewhere out there,
123
256365
1229
quelque part,
04:17
occasionally poking their heads
124
257618
1477
qui parfois passeraient la tête
dans notre monde en 3D très animé
04:19
into our bustling 3D world
125
259119
1815
04:20
and wondering what all the fuss is about.
126
260958
2163
et se demanderaient ce qu'est tout ce bazar.
04:23
In fact, there could be whole
127
263145
1142
En fait, il pourrait même y avoir
04:24
other four-dimensional worlds
128
264311
1746
d'autres mondes en 4D
04:26
beyond our detection,
129
266081
1461
qu'on ne peut détecter,
04:27
hidden from us forever
130
267566
979
invisibles à jamais pour nous
04:28
by the nature of our perception.
131
268569
2358
par la nature même de notre perception.
04:30
Doesn't that blow your little spherical mind?
132
270951
3252
Ça ne retourne pas votre petite tête sphérique ?
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