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vendredi 7 avril 2017

Carnets de science- une belle revue !

Une nouvelle revue du CNRS pour la vulgarisation scientifique

Une nouvelle revue vient de naître, consacrée à la recherche scientifique, revue éditée par le CNRS, et un très grand bravo pour la variété des articles, pour une rédaction claire et passionnante, à la fois de haute volée et compréhensible par tous,  pour une présentation soignée et une iconographie abondante et superbe -

Quelques exemples parmi les plus attractifs :- le point sur une des découvertes majeures de l’année, la première détection des ondes gravitationnelles prédites par Einstein, par la collaboration américano européenne Ligo-Virgo (Nicolas Baker) – Un reportage sur le laboratoire de physique de l’Ecole Normale Supérieure Kastler-Brossel d’où sont issus trois générations de Prix Nobel ( Kastler, Cohen- Tannoudji, Haroche) (Marie Mabrouk) – une nouvelle histoire de la psychologie (Olivier Houdé, qui dirige le laboratoire CNRS de psychologie de la Sorbonne) qui part de…Platon et de ses idées innées, dont la  notion de permanence de l’ objet est un exemple actuellement travaillé – un dialogue entre les deux plus récentes médailles Field française Villani (2010) et Avila (2014) : « Le fait qu’il y ait une histoire des mathématiques en France attire les chercheurs de partout »-Avila «  Les mathématiques ont été créées pour résoudre des problèmes du monde qui nous entoure » -Villani – un (trop)  bref historique du mystérieux mouvement Bourbaki (Sylvain Guilbaud)

Même dans un domaine proche de celui où j’exerce, la section le siècle du vivant m’a intéressé, appris ou réappris des choses et remis en perspective les nouvelles avancées de la biologie  qu’elle  vulgarise ( ce n’est pas du tout un gros mot) intelligemment et avec de superbes illustrations. «  Ces dernières années, des bonds de géants technologiques ont abouti à d’incroyables découvertes : de la vie dans les endroits les plus hostiles de la planète, une population de microbes logées dans nos intestins,  l’existence d’une matière noire du vivant ou la mise au point d’une technique simplissime pour remplacer des morceaux de gênes ». Au hasard des articles (De nouveaux territoires à explorer- Catherine Jessus ; Le Vivant a sa matière noire- Martin Koppe), Comment nos cellules ont appris à respirer-  Kheira Bettayeb), des ciseaux génétiques pour le cerveau- Léa Galanopoulo) : une image superbe par imagerie I RM des réseaux de substance blanche dans le cerveau humain ; 85 % des micro-organismes vivant sur terre seraient encore ignorés par les biologistes et 85% des microbes connues ne sont pas cultivables ; e rôle de la fore intestinal - le microbiome dans la cirrhose, le diabètes, certains cancers et maladies cardiovasculaires, la possibilité en comprenant comment la cellule a acquis ses mitochondries de pratiquer un génie génétique d’une autre ampleur permettant de transférer d’un coup un nombre très important de gènes, voire des structures cellulaires entières.

Et dans le domaine historique, une interview passionnante de Serge Gruzinski (La mondialisation est née à la Renaissance) sur le métissage historique, particulièrement dans la période qu’il a le plus étudiée, la conquête de l’Amérique : «  Au XVIème siècle, des nobles amérindiens apprennent le latin dans des collèges fondés par les autorités coloniales, ils se forment à la scolastique, aux règles du droit européen et à la pensée aristotélicienne »


Bravo donc, et longue vie à une excellente revue qu’on annonce semestrielle. Une petite question, un léger regret peut-être : cette revue écrite, éditée, diffusée par le CNRS, elle mériterait peut-être de devenir une vitrine de l’ensemble de la recherche publique  française. Je sais bien que tout le monde, les politiques, les industriels, les universités, les autres grands organismes de recherche..l’Europe, en veut au CNRS mais quand même ! De toute façon, longue vie à Carnets de Sciences !




vendredi 19 août 2016

Pourquoi Cédric Villani n’est Poincaré ?

Les difficultés de la vulgarisation

Lire évidemment n’est pas Poincaré ! Cédric Villani est un mathématicien –osons le mot- génial, qui entre à Ulm à l’âge de dix–neuf ans,  médaille Field 2012. Il est aussi éminemment sympathique, fait le job et encore bien plus pour faire connaître sa discipline, n’hésitant pas à aller dans des media assez improbables, participe à d’innombrables débats, défend la place de la science et des scientifiques dans la société, s’engage aussi sans trop compter pour promouvoir la place de la France dans le domaine des sciences et des techniques- il est porte-parole du comité de soutien à l'organisation de l'exposition universelle de  Paris en 2025. Comme Poincaré, il s’intéresse à la physique mathématique et nombre de ses travaux tournent autour de la question d’entropie – il préside d’ailleurs l’Institut Henri Poincaré.
Mais je dois tout de même avouer une déception. Lorsque M. Villani parle de mathématiques, de ses travaux,  des mathématiques qui se font actuellement, il me semble qu’il le fait soit à un niveau anecdotique  qui n’apprend pas grand-chose, soit à un niveau trop élevé qui ne peut intéresser que les spécialistes, et  qu’il n’a pas trouvé la bonne distance pour une vulgarisation intelligente. C’est en ce sens qu’il n’est pas Poincaré – Pourquoi ?

Quelques explications possibles : 1) Poincaré était une combinaison assez unique, un mathématicien, un écrivain et un vulgarisateur également géniaux – et il est effectivement resté assez unique. 2) Cédric Villani n’a pas  encore le recul, la maturité nécessaire à une vulgarisation de qualité – et je serais prêt à parier sur cette hypothèse. 3) La science d’aujourd’hui est trop spécialisée, trop parcellisée pour permettre l’existence d’esprit suffisamment universel comme Poincaré. Je ne le crois pas trop- mais en revanche, je suis tout prêt à croire que le problème réside plutôt dans les conditions d’exercice de la science, les évaluations et évaluations d’évaluations permanentes, la recherche incessante de subvention d’innombrables organismes, les carrières précaires etc. 4) Nous manquons aujourd’hui de média où scientifiques, philosophes, historiens, artistes peuvent dialoguer – Poincaré publiait beaucoup dans la Revue de métaphysique et de morale – où est l’équivalent aujourd’hui ? Là, je crois qu’il y aurait un effort vraiment utile à accomplir.

Poincaré : extraits

Et, pour illustrer mon propos, deux extraits de Poincaré, non pas des très connues, La Science et l’Hypothèse ou La valeur de la Science (à lire, relire et faire lire !) mais des moins connues Dernières Paroles :
Ceci d’abord, pour expliquer ce qu’est la topologie, dans un chapitre intitulé « Pourquoi l'espace a trois dimensions »
« Les géomètres distinguent d'ordinaire deux sortes de géométries, qu'ils qualifient la première de métrique et la seconde de projective; la géométrie métrique est fondée sur la notion de distance ; deux figures y sont regardées comme équivalentes, lorsqu'elles sont « égales » au sens que les mathématiciens donnent à ce mot ; la géométrie projective est fondée sur la notion de ligne droite. Pour que deux figures y soient considérées comme équivalentes, il n'est pas nécessaire qu'elles soient égales, il suffit qu'on puisse passer de l'une à l'autre par une transformation projective, c'est-à-dire que l'une soit la perspective de l'autre. On a souvent appelé ce second corps de doctrine, la géométrie qualitative ; elle l'est en effet si on l'oppose à la première, il est clair que la mesure, que la quantité y jouent un rôle moins important. Elle ne l'est pas entièrement cependant. Le fait pour une ligne d'être droite n'est pas purement qualitatif ; on ne pourrait s'assurer qu'une ligne est droite sans faire des mesures, ou sans faire glisser sur cette ligne un instrument appelé règle qui est une sorte d'instrument de mesure.
Mais il est une troisième géométrie d'où la quantité est complètement bannie et qui est purement qualitative ; c'est l'Analysis Situs. Dans cette discipline, deux figures sont équivalentes toutes les fois qu'on peut passer de l'une à l'autre par une déformation continue, quelle que soit d'ailleurs la loi de cette déformation pourvu qu'elle respecte la continuité. Ainsi un cercle est équivalent à une ellipse ou même à une courbe fermée quelconque, mais elle n'est pas équivalente à un segment de droite parce que ce segment n'est pas fermé ; une sphère est équivalente à une surface convexe quelconque ; elle ne l'est pas à un tore parce que dans un tore il y a un trou et que dans une sphère il n'y en a pas. Supposons un modèle quelconque et la copie de ce même modèle exécutée par un dessinateur maladroit ; les proportions sont altérées, les droites tracées d'une main tremblante ont subi de fâcheuses déviations et présentent des courbures malencontreuses. Du point de vue de la géométrie métrique, de celui même de la géométrie projective, les deux figures ne sont pas équivalentes; elles le sont au contraire du point de vue de l'Analysis Situs. L'Analysis Situs est une science très importante pour le géomètre ; elle donne lieu à une série de théorèmes, aussi bien enchaînés que ceux d'Euclide ; et c'est sur cet ensemble de propositions que Riemann a construit une des théories les plus remarquables et les plus abstraites de  l’analyse pure. Je citerai deux de ces théorèmes pour en faire comprendre la nature : deux courbes fermées planes se coupent en un nombre pair de points; si un polyèdre est convexe, c'est-à-dire si on ne peut tracer une courbe fermée sur sa surface sans la couper en deux, le nombre des arêtes est égal à celui des sommets, plus celui des faces, moins deux ; et cela reste vrai quand les faces et les arêtes de ce polyèdre sont courbes. Et voici ce qui fait pour nous l'intérêt de cette Analysis Situs ; c'est que c'est là qu'intervient vraiment l'intuition géométrique. Quand, dans un théorème de géométrie métrique, on fait appel à cette intuition, c'est parce qu'il est impossible d'étudier les propriétés métriques d'une figure en faisant abstraction de ses propriétés qualitatives, c'est-à- dire de celles qui sont l'objet propre de l'Analysis Situs. On a dit souvent que la géométrie est l'art de bien raisonner sur des figures mal faites. Ce n'est pas là une boutade, c'est une vérité qui mérite qu'on y réfléchisse. Mais qu'est-ce qu'une figure mal faite? c'est celle que peut exécuter le dessinateur maladroit dont nous parlions tout à l'heure ; il altère les proportions plus ou moins grossièrement ; ses lignes droites ont des zigzags inquiétants; ses cercles présentent des bosses disgracieuses ; tout cela ne fait rien, cela ne troublera nullement le géomètre, cela ne l'empêchera pas de bien raisonner. Mais il ne faut pas que l'artiste inexpérimenté représente une courbe fermée par une courbe ouverte, trois lignes qui se coupent en un même point par trois lignes qui n'aient aucun point commun, une surface trouée par une surface san strou. Alors on ne pourrait plus se servir de sa figure et le raisonnement deviendrait impossible »

Et ceci, élément de réponse à la question « les lois physiques sont-elles invariables au cours du temps ?


« Je suppose un monde dont les diverses parties possèdent une conductibilité calorifique si parfaite qu'elles se maintiennent constamment en équilibre de température. Les habitants de ce monde n'auraient aucune idée de ce que nous appelons différence de température ; dans leurs traités de physique, il n'y aurait pas de chapitre consacré à la thermométrie. A part cela ces traités pourraient être assez complets et ils enseigneraient une foule de lois, beaucoup plus simples même que les nôtres. Imaginons maintenant que ce monde se refroidisse lentement par rayonnement; la température y restera partout uniforme, mais elle diminuera avec le temps. Je suppose qu'un de ses habitants tombe en léthargie et se réveille au bout de quelques siècles; nous admettrons, puisque nous avons déjà supposé tant de choses, qu'il puisse vivre dans un monde plus froid et qu'il ait conservé le souvenir des choses d'autrefois. Il verra que ses descendants font encore des traités de physique, qu'ils continuent à ne pas parler de thermométrie, mais que les lois qu'ils enseignent sont très différentes de celles qu'il a connues. Par exemple on lui a appris que l'eau bout sous une pression de 10 millimètres de mercure, et les nouveaux physiciens observeront que pour la faire bouillir, il faut abaisser la pression jusqu'à 5 millimètres. Tel corps qu'il a connu autrefois liquide ne se présentera plus qu'à l'état solide et ainsi de suite. Les relations mutuelles des diverses parties de l'univers dépendent toutes de la température et dès qu'elle change, tout est bouleversé. Eh bien, savons-nous s'il n'y a pas quelque entité physique, aussi inconnue pour nous que la température l'était pour les habitants de ce monde de fantaisie ? Savons-nous si cette entité ne varie pas constamment comme la température d'un globe qui perd sa chaleur par rayonnement, et si cette variation n'entraîne pas celle de toutes les lois? »



jeudi 20 mars 2014

Fantastiques Robots

Et non, résoudre le problème posé par un Rubik’s cube n’est pas le propre de l’homme, qui se trouve en plus dépossédé de son record . Il y a presque 4 ans, une machine arrivait à résoudre le célèbre cube en 23 secondes.  En 2011, le robot Cubestormer 2 ridiculisait cette performance en établissant le record du monde à 5,35 secondes. A  l’occasion du Big Bang Fair de Birmingham (2014), son petit frère, logiquement nommé Cubestormer 3, a détrôné son ancêtre en établissant un nouveau record du monde à 3,253 secondes. Ce record bat également celui établit par un humain l’an dernier : le Hollandais Mats Valk arrive à terminer un Rubik’s Cube en 5,55 secondes.

Et ce robot recordman est bricolé en Lego et équipé d’un Galaxy S4 ! L’analyse initiale du cube est assurée par une application qui envoie les informations aux 8 vérins. Ce robot  a été créé en 18 mois par les ingénieurs britanniques David Gilday et Mike Dobson ;

Démonstration à l’adresse ci-dessous, (en version ralentie)

Mais encore bien plus impressionnant est la Machine Area de l’ETH Zurich, aire de jeu et de domestication des  petits drones, des quadrotors,  drivés par le magicien mathématicien et informaticien Raffaelo D’Andrea. Ces charmantes machines assurent leur équilibre en portant un verre d’eau ou un balancier vertical, rattrapent des balles en vol, jouent entre eux à la balle avec la vitesse et la dextérité d’un pongiste chinois, coopèrent entre eux pour renvoyer une balle à son lanceur ou pour former des figures compliquées dignes de la patrouille de France. Magique ! La démonstration scientifique et la vulgarisation à leur top niveau.

Quelques videos aux URL suivantes, disponibles aussi sur le site de l’équipe de Raffaelo D’Andrea à l’ETH. Perturbante est la réaction des téléspectateurs, quasiment de détresse,  lorsque celui-ci mutile ses machines (leur coupe quelques ailes) pour montrer leur capacité à compenser ce handicap. On dit que l’armée américaine a refusé un robot démineur en forme approximative d’araignée, qui perdait  progressivement ses pattes lorsqu’ il déminait un champ – refusé pour atteinte au moral de l’armée, les opérateurs et généraux présents finissaient par pleurer la « mort »  programmée de leur robot, perdant ses pattes l’une après l’autre.

Nous allons vivre dans un monde de robots, et nous allons l’aimer !

 Dans ce domaine de la robotique, la France possède de nombreuses start-up, et un excellent institut de recherche, l’INRIA ; dommage que son site pèche par un manque d’intérêt pour la vulgarisation et ne présente rien d’équivalent aux démonstrations époustouflantes, fascinantes, amusantes  de Raffaelo D’Andrea.