Depuis la préhistoire, l'emprise des nombres n'a fait que s'étendre, jusqu'à ce qu'ils prennent aujourd'hui le pouvoir. De la transmission des images et des sons à la modélisation du climat, les données sous forme de chiffres sont partout dans nos sociétés technologiques. Les outils statistiques - dont font partie les algorithmes d'intelligence artificielle - permettent de prédire et de modéliser. Mais à condition de bien s'y prendre, car il est facile de leur faire dire autre chose que ce qu'ils représentent... Les mathématiques se nourrissent des nombres. Elles inventent des structures abstraites, bien loin des entiers qui nous servent à quantifier depuis la nuit des temps. Et les neuroscientifiques, grâce à une imagerie de plus en plus précise, tentent de trouver dans nos circonvolutions cérébrales les circuits neuronaux qui nous permettent de comparer et de faire de l'arithmétique, qu'elle soit élémentaire ou plus élaborée. Découvrez ce dossier de 40 pages et bien d'autres sujets, notamment sur les télescopes à neutrinos, le fonctionnement du GIEC ou un entretien avec Katalin Kariko, pionnière de l'ADN messager thérapeutique dans ce nouveau trimestriel.
Tout ce que nous percevons de la lumière résulte d'une interaction avec la matière. De fait, lumière et matière sont toujours des entités intimement liées. Mais leur double nature - classique et quantique - interroge et ouvre sur de multiples applications étonnantes. De l'optique non-linéaire aux fibres optiques, de l'intrication quantique aux tableaux de Soulages, de la topologie qui guide la lumière à la perception de l'arc-en-ciel, découvrez à travers notre dossier de ce mois comment cette liaison se décline tout autour de nous.
« Si élucider l'esprit constitue l'ultime frontière pour les sciences du vivant, la conscience apparaît bien souvent comme le dernier mystère dans l'élucidation de l'esprit. (...) Pourtant, on peut difficilement songer à un défi plus séduisant pour la réflexion de la recherche », écrivait le neuroscientifique António Damásio en 1999. Depuis vingt ans, ce mystère stimule la communauté scientifique, qui observe avec attention les conversations neuronales qui s'opèrent entre les différentes régions du cerveau. Les succès de l'imagerie cérébrale sont impressionnants, mais les chercheurs ont-ils pour autant découvert une signature neuronale de la conscience ? Des théories issues d'observations expérimentales (chez l'humain et l'animal) et d'écoles philosophiques se confrontent et s'enrichissent. Quant à savoir si une machine sera un jour consciente, tout dépend justement... de ce que nous appelons conscience.
« Comment est-il possible qu'avec 1,5 kg de matières grasses et de protéines principalement, enfermées dans une coquille osseuse, nous ayons des expériences conscientes ? » s'amuse le neuroscientifique Victor Lamme, de l'université d'Amsterdam, aux Pays-Bas. Le cerveau est en effet un organe biologique surprenant. Comment peut-il être à l'origine de ce foisonnement d'idées, de raisonnements, de perceptions, de rêves, de sentiments, qui constituent notre vie mentale ?
L'exploration scientifique des interactions entre cerveau et activités mentales a débuté au XIXe siècle. Des liens entre des actions, des perceptions corporelles et des zones cérébrales ont tout d'abord été établis. « Un exemple célèbre est celui de Paul Broca [1824-1880, NDLR], médecin à l'hôpital du Kremlin-Bicêtre [Val-de-Marne, NDLR], raconte Claire Sergent, neuroscientifique à l'université de Paris, quand il a découvert l'aire du langage. »
Kilo, ampère, kelvin, mole: pourquoi les physiciens redéfinissent les unités de mesure ? Premiers succès chez l'homme : soigner le cancer avec des virus.
Les 10 découvertes les plus importantes de l'année.
ADN artificiel, photovoltaïque, nouveaux neurones, galaxies, manteau terrestre, biodiversité, stress traumatique, clonage, Neandertal, téléportation.
De la vitesse de rotation des étoiles à la formation des structures qui charpentent le cosmos, un faisceau d'indices laisse supposer la présence d'un ingrédient caché dans la recette de l'Univers. Par déduction, on remonte à sa proportion - 25% - et à ses caractéristiques : une substance massive non lumineuse. Cette matière noire pourrait être composée de particules inconnues. Mais ces dernières, après plusieurs décennies de recherches à l'aide de télescopes, dans les laboratoires souterrains ou les accélérateurs de particules, demeurent introuvables. Cette absence devient encombrante, au point que certains pensent que la matière noire n'existe pas et qu'il faudrait réviser les lois de la gravitation.
Concept thermodynamique subtil, l'entropie suscite encore moult débats et interprétations parmi les physiciens. Information inaccessible pour les uns, mesure du désordre ou de l'imprédictibilité pour les autres... mais tous s'entendent sur une chose : elle ne fait qu'augmenter. Lorsqu'on l'évalue à l'échelle du cosmos, notre ignorance de sources d'entropie potentielles interdit de prédire l'avenir de l'Univers. Quand on l'étudie dans les monstruosités cosmiques que sont les trous noirs, des paradoxes apparaissent. Elle explique aussi la dynamique des galaxies. Bref, l'entropie est partout - et peut-être même à l'origine de la gravitation, pensent certains. Un concept subtil... et majeur.
Et aussi :
Entretien. François Héran : « Les données sur les migrations contredisent les idées reçues ». Saviez-vous que la proportion d'immigrés en France est équivalente à celle des autres pays européens (environ 12 % de la population) ? Pionnier de la statistique sur les migrations, François Héran a oeuvré pour mettre à disposition des données fiables et éclairer le débat public sur ce sujet qui électrise régulièrement l'actualité.
Actualités. Une voie pour détruire les réservoirs du VIH. Une équipe de l'Institut Pasteur vient de découvrir que l'activité métabolique des cellules est cruciale pour leur susceptibilité à l'infection par le virus du sida. Une piste prometteuse pour traquer les virus latents et donc éliminer les réservoirs du VIH.
Livres. Raison sous influence.
Chroniques :
? Numérique, par Serge Abiteboul : « Mais pourquoi les logiciels sont-ils si gros ? ?».
? Transition énergétique, par Marie Dégremont : « Réduire l'empreinte carbone du tourisme? ».
? Mathématiques, par Roger Mansuy : « Devenir mathématicien quand on est jeune prodige ».
? Neurosciences, par Adrien Peyrache : « Un cortex, pour quoi faire ? ?».
? Éthique, par Jean-Gabriel Ganascia : « Bébés génétiquement modifiés : le premier round ».
Pendant plusieurs décennies, politiques et éditorialistes semblaient n'avoir à la bouche qu'un seul mot pour désigner la Chine : l'atelier du monde. Pour les scientifiques et adeptes des nouvelles technologies, en revanche, le paysage semblait beaucoup plus contrasté, voire avoir évolué de façon spectaculaire. Et l'empire du Milieu avoir muté en « laboratoire du monde ». Mais à quel niveau de puissance ? C'est ce que La Recherche a voulu examiner, avec cette « Enquête sur la science en Chine », en scrutant plusieurs pans majeurs de l'univers scientifico-technique. Des mathématiques à la conquête spatiale, de l'intelligence artificielle à l'écologie, en passant par la génétique ou l'éthique. Lors de cette enquête, lancée voilà plusieurs mois de façon à convaincre les meilleurs connaisseurs - chercheurs et universitaires que nous remercions ici pour leur collaboration irremplaçable - d'écrire sur le sujet, nous avons évidemment été rattrapés par l'actualité !
Découvrir le littoral du Calvados à travers une approche originale. Les liens entre le débarquement et la géologie sont multiples et méconnus. C'est l'étude de la configuration du rivage et de ses abords qui a permis de déterminer le plan de bataille, mais aussi les contraintes liées à l'approvisionnement des troupes en eau ou bien la réalisation de pistes d'aviation. Les géologues britanniques sont à l'origine de la préparation et du succès du débarquement. La configuration des reliefs dans les environs de Falaise-Chambois a également conditionné l'encerclement des allemands dans la célèbre poche. La géologie est donc un élément essentiel dans les opérations du débarquement et la bataille de Normandie. L'objectif de ce livre est donc de faire découvrir au plus grand nombre tous ces aspects méconnus mais primordiaux.
Après une présentation des grandes familles de roches ainsi qu'un rappel historique du déroulement du Débarquement et de la bataille de Normandie, l'auteur nous montre les nombreux liens entre la géologie et le déroulement des opération militaires de l'été 1944, depuis la planification des opérations jusqu'à leur mise en oeuvre. C'est la bonne connaissance du contexte géologique local qui a permis la réussite de l'opération. Seize sites géologiques remarquables sont ainsi détaillés comme par exemple : la batterie de Crisbecq et le secteur d'Utah, la Pointe du Hoc, la plage d'Omaha, les falaises de Longues-sur-Mer, le port artificiel d'Arromanches-les-Bains, la falaise du Cap Romain, les falaises des vaches noires, la poche de Falaise-Chambois. La Pierre de Caen, et en particulier ses carrières souterraines d'où elle fût extraite, est aussi mise en lumière pour son rôle dans la protection des Caennais au cours de cette période sombre de leur histoire.
Les auteurs Renaud Couëffé : Originaire de Caen, il parcourt le littoral normand et les sites historiques des plages du Débarquement depuis son plus jeune âge. Docteur de l'université de Caen, il intègre le BRGM en 2003 comme géologue régional en Normandie, puis rejoint en 2007 le centre scientifique et technique d'Orléans. C'est de ses racines normandes et de son parcours professionnel régional qu'est née l'idée d'un guide faisant le lien entre le Débarquement du 6 juin 1944 et la géologie du littoral. Il a bénéficié de plusieurs soutiens, notamment de deux géologues du BRGM qui se consacrent à la valorisation du patrimoine géologique (Nicolas Charles et Pierrick Graviou), de Thierry Pay, hydrogéologue et Directeur de la Direction de l'eau et de la Recherche au Conseil général du Calvados, d'Eward P.F. Rose (Professeur émerite à l'Université de Londres et officier de l'armée territoriale britannique) et Benoit Vittecoq (hydrogéologue et Directeur du BRGM Basse-Normandie).