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18 janvier 2016 1 18 /01 /janvier /2016 09:00

La Recherche N 498 – Avril 2015

                                Sur la piste du loup

Le chien est le meilleur ami de l'homme, et ce n'est pas moi qui vais dire le contraire. Depuis une décennies la datation des ossements et le séquençage de l'ADN ont changé nos idées sur ses origines en la renvoyant plus loin dans la Préhistoire que précédemment. Informations suggérant que cet animal prit une part déterminante dans l'évolution de l'homme.

L'étude évolutive d'une espèce domestique, ou celle de l'homme, est plus difficile que les autres. Sa proximité fausse l'objectivité et le contexte environnemental manque.

L'éthologie et la neurobiologie ont démontré que Descartes avait tort d'affirmer que les animent sont des machines, qu'ils ne sentent rien et ne pensent pas parce qu'ils ne parlent pas comme nous. Darwin écrivait qu'entre l'homme et les autres espèces, il y a une différence de degré mais non de nature.

Pour le chien la situation paraissait simple mais anthropocentrée, il était une espèce distincte des autres canidés mais on ignorait son ancêtre sauvage qui pouvait être une espèce disparue. Apparue au Néolitique, il y a environ 10 000 ans lorsque les chasseurs-cueilleurs s'étaient sédentarisés pour devenir cultivateurs. Il avait été le premier à vivre avec nous.

Tout cela est remit en question, à l'exception de son statut de premier animal domestique.

La difficulté était de savoir que les restes trouvés étaient ceux d'un chien et non d'un loup. L'amélioration des méthodes de datation et l'intérêt porté à ce problème explique que l'ancienneté du chien a été repoussée à 36 000 ans. Les études ADN démontrent que sa distance génétique avec le loup n'est que de 0,2%. entre le loup et le coyote elle est de 4 %. le chien ne descend pas du coyote ou du chacal, son ancêtre est le loup gris commun, Canis lupus. Il est issu du loup par sélection effectuée par nos lointains ancêtres chasseurs-cueilleurs.

 

Pourquoi le chien était-il si utile et pourquoi fut-il sélectionné si longtemps avant les autres animaux domestiques ? Sans doute pour son aide à la chasse ou à la garde du camp. Comme gardien de troupeau cela arriva beaucoup plus tard avec l'élevage. L'homme se mit à chasser comme le loup, en bande, devenant plus efficace, s'attaquant à de plus grosses proies. Cette évolution sélectionné des capacités originales:station debout libérant les mains ; aptitude à la course de fond ; cerveau de plus en plus gros, utilisation d'armes, de techniques de chasse, de piégeage et de cuisson avec la domestication du feu ; aptitude se développant au langage verbal permettant de partager des informations complexes et de se concerter pour coopérer. Nos ancêtres cohabitaient plus facilement avec un canidé dont le comportement ressemblait au sien qu'avec son cousin chimpanzé. Ayant capturé des louveteaux dans leurs tanières il découvrit par hasard un mécanisme comportement nommé, en éthologie, ''imprégnation sociale''. Le louveteau qui ouvre les yeux et grandit au milieu des hommes s'intègre au clan, participe aux chasses, défend les hommes comme des membres de sa meute.

Les complications surviennent quand il devient adulte et veut progresser dans la hiérarchie pour se reproduire. Chez les loups seul le couple alpha y est autorisé. Cela dut favoriser la sélection de spécimens peu agressifs, se reproduisant entre eux pour obtenir, au bout de quelques milliers d'années, des chiens dociles et amicaux. Le loup fut donc infantilisé pour rester immature et accepter la dominance de ses maîtres.

Les chiens primitifs ressemblaient à des huskies sibériens et si c'est ces hautes latitudes que la domestication commença c'est peut-être suite à la glaciation du pléistocène, le froid augmentant la difficulté de la chasse et rendant indispensable un nouveau compagnon faisant office de rabatteur. Explication possible mais sûrement pas unique. Avec le temps des caractères furent sélectionnés mais des qualités furent perdues, comme la vision nocturne, le hurlement ou l'alimentation collective des jeunes. Le volume cervical du chien est aussi plus petit d'un tiers.

Plus tard la raréfaction des troupeaux put pousser les hommes à créer l'élevage, sans chiens pour encadrer de grands troupeaux jamais ceux-ci n'auraient pu s'établir.

Autre impact de la domestication des canidés, les homos sapiens auraient pu profiter de leurs présences et se développer plus vite que les Néandertaliens, pourtant présent en Europe depuis plus longtemps. Deux modes de vies se seraient trouvés en concurrence, le plus adaptés ayant finalement triomphé.

Quand il fallut passer de la chasse, devenue trop efficace, à la culture puis à l'élevage l'apport du chien fut indispensable. Il permet une meilleure exploitation de la nature, jusqu'à ce que celle-ci devienne exagérée, mais là il n'y est pour rien.

 

Je me trouve de plus en plus de raisons d'aimer les chiens, les ''primitifs'' plus que les autres bien sûr.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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15 janvier 2016 5 15 /01 /janvier /2016 09:00

La Recherche N 498 – Avril 2015

                        Le réveil de l'obscurantisme

 

Depuis 4 siècles la science s'est libérée des chaînes et entraves que veulent lui imposer les sectateurs d'un dieu, qui pour être soi-disant unique n'en porte pas moins des noms différents.

Galilée et Descartes au XVIIe siècle énoncèrent le postulat d'objectivité, proscrivant dans l'activité scientifique la considération des fins. La science s'oppose au raisonnement finaliste, solution de facilité consistant à renvoyer un problème non résolu, mal posé, inaccessible aux facultés cérébrales de certains, à dieu, créateur de l'ordre de la nature.

Rien ne se perd, la preuve. Les créationnistes cherchent à rabaisser la science au rang de discours hypothétique cherchant parallèlement à ériger une idéologie en science. Ceux-ci refusent que l'activité scientifique interfère avec la question de dieu en ranimant, tel un zombie, l'argument du dessein, résumé ainsi par Voltaire : l'horloge prouve l'horloger.

Rappelons que le créationnisme est une idéologie qui agglomère des tenants de religions diverses venus du monde entier, états-unis, Inde, Arabie saoudite, Belgique...

Profitons-en pour nous pencher sur l'époque qui vit la séparation des discours de la science et de la théologie, et la distinction entre croire et savoir. Aux XVIIe et XVIIIe la science s'est construite sur l'affirmation de son autonomie et son indépendance à l'égard de l'argument du dessin.

À l'âge classique la science se passe difficilement de dieu qui la fonde en renfermant les principes nécessaires à son activité, de son côté la science montre que la nature est bien ordonnée. La théologie se lit dans la nature.

C'est Pascal qui mettra en évidence que les faits scientifiques sont de nature historique, dépendants des expériences et, donc, du progrès technique. Ce que les savants anciens voyaient comme une loi définitive peut être remis en cause et sa fausseté démontrée. Lui succédera le postulat d'objectivité déjà vu, puis la critique du raisonnement finaliste par le chancelier Bacon suivi par Spinoza qui sera exclu de la communauté juive d'Amsterdam le 27 juillet 1756 pour avoir professé que la volonté de dieu est un asile de l’ignorance.

Au XVIIIe les encyclopédistes agiront pour débouter ceux qu'ils appellent les ''causes-finaliers''.

Ernst Mach dans La Mécanique (1904) insiste sur l'idée que le principe d'économie ne peut plus être référé à dieu mais référé à la science-elle-même, conçue comme recherche permanente d'un optimum, cherchant à présenter un maximum d'explications des phénomènes en un minimum de propositions.Leibniz, déjà, soulignait que les sciences progressent en s'abrégeant.

Le science est le produit des principes d'économie et de simplicité qui structurent, fondent et guident l'activité de l'esprit. Poincaré soulignera que s'il est possible de se passer de dieu il ne l'est pas de se passer de métaphysiques.

Pascal, croyant et savant, nous légua les moyens méthodologiques de penser la distinction entre croire et savoir : la croyance repose sur l'autorité et la foi, le savoir repose sur la raison et l'expérience. Aujourd'hui les tenants du dessein intelligent instrumentalisent une fausse science – la doctrine créationniste – pour servir leur propagande. Darwin étant leur cible principale. Ils cherchent à faire croire que la théorie darwinienne est une hypothèse concurrente de la leur. Ils veulent ainsi insinuer le doute chez ceux qui n'ont jamais réfléchi (par incapacité peut-être) philosophiquement aux enjeux et à l'illégitimité de l'argument du dessin et sont prêt à se laisser tenter par la thèse finaliste. Ils veulent supprimer le critère de distinction entre croire et savoir, entre l'idéologie et la science.

Ils visent à faire interdire l'enseignement de l'évolution pour lui substituer leurs dogmes.

La superstition et le fanatisme n'en demandaient pas tant pour prendre également ce visage, il suffit de suivre l'actualité pour lui en voir d'autre ; l'inquisition et ses méthodes remontant du gouffre obscur où elle pourrissait.

Derrière Darwin c'est la liberté d'expression qui est le but à atteindre, puis celle de penser afin de revenir à un monde d'où l'intelligence serait aussi absente que dans le cerveau des intégristes quelle que soit leur étiquette.

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11 janvier 2016 1 11 /01 /janvier /2016 09:00

La Recherche N 498 – Avril 2015

                     L'âge de la Terre à la Renaissance

 

Ivano Dal Prete évoque un souvenir. Alors qu'il fouillait les étagères d'une vieille bibliothèque de Forti (Italie du Nord), il tombe sur un opuscule scientifique rédigé par un dénommé Fausto Da Longiano, imprimé à Venise en 1542, et traitant de la météorologie. À l'époque cette science incluait la géologie et l'océanographie.

Jusque là rien d'étonnant, à l'époque l'imprimerie vénitienne employait des centaines de travailleurs et pour se rendre accessible publiait des éditions en italiens plutôt qu'en latin. Ainsi pouvait-elle toucher un public plus large curieux de science mais ne maîtrisant pas le latin.

Un chapitre retint l'attention d'IDP, celui sur la nature et l'origine des montagnes. L'auteur y décrit les fornes naturelles oeuvrant sur de longues périodes, l'érosion lente due aux eaux courantes et l'accumulation de débris au fond de l'océan qui se déplaceraient trop lentement pour être perçu pendant une vie d'homme. Da Longiano y explique aussi que la surface de la Terre était remise à neuf tous les 36 000 ans. Pas un mot sur la Genèse et la Création, ni sur l'arche de Noé, sur aucun des enseigments bibliques alors qu'à cette époque le monde était censé être né autour de 4000 ans avant J-C. Or Longiano semble persuadé que ses lecteurs ne seront pas choqués par ce qu'il avance.

Ivano Dal Prete, intrigué, se lança donc en chasse de textes scientifiques de la Renaissance en langue vernaculaire. Il en découvrit qui reprenaient l'idée d'une Terre ayant un âge indéfini. Insistant que celle-ci devait être étudiée selon les observations et lar aison, la théologie ne pouvant être prise en compte.

Ainsi Girolamo Fracastoro, au XVIe exclait le Déluge de l'origine des fossiles marins. Gabriele Falloppio affirmait quand à lui que

seule une poignée d'ignorants pouvait croire que les fossiles marins avaient apportés dans les montagnes par les eaux du Déluge. Le cardinal Gasparo Contarini, géologue éminent à cette époque, n'évoque pas le Déluge dans son traité, publié en 1548.

Ainsi bien avant la révolution scientifique du XVIIe l'idée d'une Terre extrêmement vieille circulait et s'exprimait dans des livres à destination du grand public. Cette idée d'une Terre éternelle était déjà présente dans l'enseignement d'Aristote qui commençait à se répandre dans les universités européennes. Thèse condamnée par l'archevèque de Paris en 1277.

La thèse principale de l'Église étant que la Terre avait été créée par dieu, la façon dont cela s'était passé étant secondaire.

À partir de 1520 la Réforme et la réaction catholique établirent un littéralisme biblique qui envahit la science. Séparer science et religion devint périlleux.

La volonté de concilier l'histoire de la Terre et la chronologie biblique fut populaire en Grande-Bretagne. L'évêque anglican Ussher calcula que le monde avaité té créé le 23 octobre 4004 avant J.C. Le mathématicien Thomas Harriot lui donna 16 000 ans quand Robert Hooke envisagea une Terre bien plus vieille que celle de la bible.

N'en déplaise aux créationnistes et aux archaïstes l'opinion d'une Terre façonnée par le Déluge ne fut imposée qu'au XVIIIe. Siècle au début duquel le naturaliste Antonio Vallisneri se plaint que le diluvianisme populaire parmi les ''hérétiques'' (protestants) du nord de l'Europe descende dans le sud. Lui maintint la tradition remontant à Aristote, Fracastoro et ceux qui pensent que les fossiles marins trouvent leur origine dans les inondations naturelles de la mer en des temps immémoriaux et obscurs : et seul dieu sait quand.

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8 janvier 2016 5 08 /01 /janvier /2016 09:00

La Recherche 498 – Avril 2015

            Le canal du Nicaragua et ses conséquences

 

À l'heure où les conséquences de nos actions sur l'environnement sont surveillées pour être réduites au minimum il est heureux de constater que ce n'est pas toujours vrai, dès lors que d'importants intérêts sont en jeu.

Par exemple, le projet de canal traversant le Nicaragua !

Depuis quelques temps des engins de chantiers sont entrés en action afin de préparer les routes pour que d'autres, plus gros encore, puissent progresser jusqu'au chantier.

Ces travaux ont commencés le 22 décembre 2014 avec leur inauguration par le président Daniel Ortega. Projet pharaonique, comme on dit, 278 kilomètres de long, le triple de celui de Panama, dont 105 à travers le lac Cocibolca ; une largue variant de 230 à 520 mètres et une profondeur de 27,6 mètres. Le tout pour un coût évalué à plus de 40 milliards d'euros. Estimation qui sera dépassée, comme d'habitude !

Les travaux ont commencés mais rien ne dit qu'ils aillent à leur terme sans les difficultés techniques à surmonter seront grandes, sans parler, nous y venons, de l'impact écologique qui risque d'être dévastateur.

Le tracé n'est même pas encore déterminé dans sa totalité, il s'adapte aux réactions des autochtones, quand ceux-ci se montrent réticents, il fait un détour.

Deux écluses seront nécessaires, ainsi qu'un barrage et un lac de 400 km2. Infrastructures qui seront lourdes de conséquences pour l'environnement où elles seront édifiées. Conséquences amplifiées par le réchauffement climatique, en effet le Nicaragua fait partie des pays les plus vulnérables à ses effets, notamment par la présence d'El Nino, mais aussi celle de La Nina (l'opposé du précédent) !

Le lac Cocibolca est la principale réserve d'eau douce d'Amérique centrale or sa profondeur n'est que de 15 mètres, celle-ci devant presque doubler, le dragage nécessaire augmentera la teneur de l'eau en particules en suspension, la diminution de la luminosité induite aura de fortes conséquences sur la photosynthèse, amplifiant par ailleurs l'apport de nutriments dans l'eau qui accélérera le développement du phytoplancton et autres espèces consommatrices d'oxygène. La plupart de la vie aquatique du lac mourra, les poissons tenteront de quitter le lac pour rejoindre les rivières affluentes.

Sans parler de la pollution apportée par les bateaux, par ailleurs porteurs de formes de vie exogènes, et l'eau de mer, salée, qui inévitablement transformera un écosystème d'eau douce en réservoir d'eau stagnante et saumâtre.

Le péril sortira de l'eau pour s'attaquer à la biodiversité terrestre. Les zones humides de San Miguelito et Brito, les réserve de biosphère du sud-est en pâtiront, ainsi que les mangroves côtières asséchées par le creusement du canal et la construction d'un aéroport, des centres touristiques, et autres. Les flux migratoires animaux seront perturbés, de nombreuses espèces spécifiques seront touchées, le jaguar, l'aigle harpie, le singe araignée... dont l'habitat s'est déjà fortement réduit.

Sans omettre la destruction de milliers d'hectares de forêts tropicales qui réduiront d'autant leurs ressources de nourriture ; ni les millions de tonnes de sédiments excavés dont il faudra bien faire quelque chose et qui ne seront pas exempts de polluants.

Visiblement aucune des conséquences de ce projet n'ont été prises, sérieusement, en compte. Bonne chance donc à tous les habitants de la région !

 

Finalement ce n'est pas d'un canal dont nous parlons ici, c'est d'un caveau. Le vôtre !

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5 janvier 2016 2 05 /01 /janvier /2016 09:00

                Le principal algorithme de Facebook

Entretien avec Laurent Massoulié dont le travail consiste à permettre à des usagers de se connecter à des individus au profil proche du leur. Dans un réseau comme F. dont le nombre de membres dépasse le milliard il est impossible pour un individu de trouver avec qui il pourrait avoir des goûts en commun, c'est pour l'aider qu'existent des outils automatiques de recommandations. Pour les améliorer Massoulié et son équipent travaillent sur des méthodes mathématiques ''spectrales''. Méthode séculaire utilisé pour l'étude statistique de grandes masses de données, utilisée pour condenser les données en décrivant les variations entre les gens plutôt que leurs caractéristiques individuelles. Google l'emploi pour caractériser l'importance des pages web. L'algorithme étudie les liens hypertextes reliant les pages entre elles pour donner un poids à chacun.

Pour Facebook le problème est accentué par le nombre de connexions, chaque membre n'est en effet relié, en moyenne, qu'à quelques dizaines d'autres utilisateurs, il en faudrait plus de cent. Pour contourner cette difficulté Massoulié étudie les liens indirects des personnes, des amis d'amis en quelque sorte. Un changement qui permet de détecter des communautés avec plus d’efficacité.

Cette technique devrait faire son entrée sur les réseaux sociaux pour aider les gens à choisir leurs contacts. Des sites marchands pourraient s'y intéresser pour améliorer leurs moteurs de recommandation. Elle pourraient également aider les biologistes en quête de l'ensemble des gènes à l'origine d'une maladie, eux aussi cherchant des communautés de protéines jouant le même rôle à l'intérieur du réseau cellulaire.

Souvenons-nous des heures et jours suivant l'attentat contre Charlie Hebdo et celui contre l'Hyper Cacher en janvier. Sans les réseaux sociaux jamais l'information n'aurait pu se propager dans le monde entier aussi rapidement, un peu comme une épidémie, mais avec une vélocité bien supérieure. Les réseaux sociaux n'ont pourtant pour but que de relier des personnes ayant un intérêt commun.

Depuis longtemps il est démontré que les réseaux diffusent les rumeurs avec rapidité, spécificité que le Net accru encore davantage. Cette propagation des informations est l'objet d'études mathématiques cherchant à les modéliser pour en saisir les ressorts.

Résultats intéressant les sociologues mais aussi les publicitaires, politiques, célébrités... bref tous ceux qui souhaitent exploiter le potentiel d'influence de ces réseaux.

La ''théorie des graphes'' semble la plus à même d'analyser la propagation de ces informations. Elle naquit au XVIII sous la plume de Leonhard Euler. Au XXe cette théorie fut exploitée par l'informatique et la sociologie. Elle a été implantée dans des algorithmes permettant de modéliser la propagation des maladies et celle des informations sur les réseaux sociaux. Modélisant la propagation du virus H1N1 comme les rumeurs sur Twitter. Développer des modèles pour analyser et simuler la propagation des informations est une discipline très active, au sein des sociétés gérant les réseaux comme au sein d'équipes de recherche universitaires.

 

Il est probable que l'IA profitera des réseaux sociaux, domaine déserté par l'IN. Vont-elles s'opposer ou s'associer, à moins que la seconde, atteinte par la lucidité, ne soit satisfaite de ''passer la main''. Elle est l'expression de la vie, dès lors rien d'étonnant à ce qu'elle change et s'adapte à un nouvel environnement. Quand à se débarrasser de son véhicule précédent... 

Pourquoi aurait-elle des doutes ?

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4 janvier 2016 1 04 /01 /janvier /2016 09:00

La Recherche N 498 – Avril 2015

           Intelligence artificielle et réseaux sociaux

          Herbé Cabibbo – Gautier Cariou – Anne Debroise

Dans sa présentation Sophie Coisne, rédactrice en chef, pose cette question : Faut-il avoir peur de l'intelligence artificielle (IA) ? Asimov et Philip K. Dick répondent oui, mais Stephen Hawking aussi qui dans un article du Huffington Post : Trop peu de recherches sont menées sur les risques de l'IA. Son impact dépend de celui qui la contrôle, à long terme il dépendra du fait qu'on puisse la contrôler tout court. Une autre publication signées par des centaines de scientifiques, universitaires ou ingénieurs dans de grandes entreprises du domaine présentera une liste de recherches à conduire pour minimiser les risques liés à l'IA.

Raison de plus pour faire le point sur une réalité dont les effets et conséquences seront sûrement différents de ceux que l'on attend ou redoute.

Pour le meilleur ou pour le pire, ça... Question de point de vue !

 

Quelle meilleure incarnation d'un réseau social que Facebook ? D'ici à 2020 il s’enrichira de fonctions conçues à l'aide de l'apprentissage profond expérimenté dans son laboratoire d'intelligence artificielle.

Le système Xray, capable de reconnaître un millier de catégories d'images va encore s'améliorer. Le laboratoire FAIR développe un langage naturel par la compréhension sémantique qui permettra de poser une question verbalement à Facebook pour obtenir une réponse sur le même mode. La machine sera capable de trouver dans sa mémoire les informations pertinentes et d'effectuer de réelles déductions, de détection l'ironie ou le sarcasme. L'outil de traduction sera enfin performant grâce à une technologie d'apprentissage profond dite de ''réseaux de neurones récurrents'' permettant de traduire non seulement un texte mais un dialogue, sur le web mais aussi par les smartphones sur lesquels F. s'implante chaque jour davantage.

 

Histoire de vous accompagner à chaque instant tel un ange gardien omniprésent chaque membre de F. bénéficiera (?) d'un assistant numérique ayant pour mission de le surveiller, le protéger et le conseiller. Celui-ci apprendra à connaître son protégé grâce au principe de l'apprentissage profond (deep learning). Il sera en mesure de retenir la nature de vos discussions avec vos contacts et d'en effecteur l'analyse comportement précise, ainsi sera-t-il en mesure d'identifier tout piratage de compte et usurpation d'identité pour désactiver le compte. Cet assistant pourra faire office de garde-fou contre soi-même, pour éviter les publications malheureuses ou précipitées, murmurant à son protégé ''tu pourrais regretter ce que tu es en train de faire'' !

L'apprentissage profond est la discipline émergente qui va bouleverser les réseaux sociaux, c'est le nouveau pari, non seulement de F. mais aussi de Google et Baidu. Ces géants du net y investissent des milliards de dollars et embauchent les meilleures chercheurs. La recherche dans ce domaine débuta à la fin des années 1980, elle tombe en désuétude à la fin de la décennie suivante, la puissance de calcul des ordinateurs étant trop faible pour améliorer les performances nécessaires. Une décennies encore et cette puissance deviendra suffisante pour que l'apprentissage profond remporte l'adhésion de la plupart des spécialistes de la reconnaissance visuelle. Ce succès s'appuie sur l'utilisation des ''réseaux de neurones convolutifs'', une classe d'algorithmes imaginée par Yann Lecun. Ces réseaux s'inspirent de l'organisation des cellules du cerveau, en particulier le cortex visuel. Quand l’œil regarde, une image s'imprime sur la rétine, des impulsions électriques sont transmises vers le cerveau qui traite cette information. Des millions de neurones interconnectés échangent des messages et travaillent de concert pour identifier le contenu de la scène. Ces ''neurones artificiels'' sont des entités informatiques qui copient l'action de leur analogue biologique. ''Ce sont des blocs de code informatique exécutant des calculs élémentaires'' explique Yoshua Bengio. Ils sont organisés en couches successives, chacun est doté de plusieurs entrées et d'une sortie par lesquelles transite l'information. Le lien entre deux neurones de couches successives est défini par un ''poids synaptique'', nombre quantifiant la force du lien justifiant qu'il soit augmenté ou réduit.

Avec cette technologie, F. compte améliorer l'analyse des goûts des utilisateurs en identifiant le contenu des images et des vidéos posées ou ''liké''.

Après la reconnaissance des photos, l'apprentissage profond s'attaque à la compréhension du langage naturel avec des applications concrètes, telles l'analyse des sentiments dans les textes, la traduction instantanée ou les boîtes de dialogue de l'homme à la machine. Tâches que les algorithmes actuels sont incapables d'accomplir.

En 2000 Yoshua Bengio démontra que les machines peuvent apprendre par elles-mêmes le langage naturel grâce à des algorithmes d’apprentissage profond usant de réseaux de neurones ''récurrents''. Avec ceux-ci un ordinateur comprend mieux le sens des mots et les liens qui les unissent. Pour chaque mot repéré l'algorithme génère un ensemble de nombres, des attributs sémantiques. Ce vecteur est construit afin que les mots de signification proche ou localisé dans des contextes voisins possèdent des attributs sémantiques en commun. Sont définis ensuite des vecteurs résumant des séquences puis des phrases complètes.

Ce principe de représentation des mots par des vecteurs permet aux ordinateurs d'appréhender le langage en raisonnant par analogie. Technologie prometteuse pour la traduction utilisant deux réseaux de neurones entraînés avec des centaines de millions de phrases traduites au préalable. L'un des objectifs de l'apprentissage profond est de permettre de dialoguer avec son ordinateur en langage naturel. Un algorithme spécifique a été doté d'une mémoire à court terme séparé du réseau neuronal qui le rend capable d'analyser de longues séquences de mots. La machine pourra donc répondre juste, sur le fond comme sur la forme.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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21 décembre 2015 1 21 /12 /décembre /2015 09:00

La naissance du concept d'énergie

Comprendre la nature de l'énergie, sortir de représentations anciennes devenues insatisfaisantes. L'interrogation prit forme pendant la seconde moitié du XIX s et influença l'évolution des sciences de la nature en faisant apparaître des sciences nouvelles, en influençant la philosophie et la pensée.

Le concept d'énergie est désormais omniprésent.

 

C'était autant une idée qu'une intuition : il existe dans la nature quelque chose qui se conserve au cours des processus naturels. De là émergeât le concept d'énergie condensé dans les deux lois fondamentales de la thermodynamique. Lui restait à s'affronter aux impératifs de la rationalité. Le travail de la pensée scientifique s'appliqua à définir l'énergie dans tout ses phénomènes.

 

Retracer le chemin suivi pour définir ce concept serait fastidieux, contentons-nous de quelques étapes fondamentales.

Deux questions se posèrent à l'origine, la plus ancienne concerne le mouvement, la seconde, la chaleur. Les deux sont liées, se transformant l'un en l'autre. Le questionnement de la nature de ce lien et l'étude des machines thermiques apparues aboutit au début du XIXe à une ''science de la chaleur''. L'équivalence entre le mouvement et la chaleur fit apparaître un nouveau concept associant la dynamique et les sciences de la chaleur pour en former un nouveau : la thermodynamique.

Deux principes fondamentaux structure la nouvelle science. D'abord la conservation de l'énergie, ensuite, concernant une machine thermique, est la nécessiter de disposer de deux sources de chaleur à des températures différentes. Ce second principe fut établi par Sadi Carnot, puis repris par Émile Clapeyron puis Lord Kelvin. Les concepts de température, énergie, travail, chaleur, sont affinés, celui d'entropie (impossibilité d'obtenir un travail avec une source unique de chaleur) est introduit. La relation entre chaleur et mouvement est élucidée ainsi que celles liant des phénomènes physiques de nature différentes, objets de transformations mutuelles.

Ainsi nous sommes passé de l'idée de force à celle de travail puis au concept d'énergie.

Le concept d'énergie est cohérent avec l'entropie, la conversion, la conservation et la dissipation. Reste la contradiction entre la seconde loi de la thermodynamique et la mécanique qui supposent des phénomènes réversibles quand les phénomènes physiques orientés dans le temps le sont de manière absolue et irréversible.

Pierre Duhem proposa de rebâtir la physique sur la base de la thermodynamique pour trouver une solution admissible. Henri Poincaré s'interroge sur ''… l'état actuel de la Physique Mathématique et les problèmes qu'elle est amenée à se poser et son avenir. Est-elle sur le point de se modifier avec pour conséquence que nos successeurs ne verront pas cette science sous le même jour que nous ?'' Poincaré sait que c'est une chose de se poser ces questions mais qu'y répondre est un autre paire de manche. Il se refuse à toute prophétie.

Le chimiste allemand Wilhelm Ostwald développe une doctrine ''énergétique'', proposant de substituer à l'idée de matière celle d'énergie.

''La matière est une invention que nous nous sommes forgée pour représenter ce qu'il y a de permanent dans toutes les vicissitudes. La réalité qui fait effet sur nous, c'est l'énergie.'' ''Nos sensations, écrit-il, correspondent à une différence d'énergie entre nos organes des sens et le milieu qui les entoure''.

Une autre vision du monde émergeât, électromagnétique celle-ci. Conception confortée par le développement d'une physique diversifiée, notamment avec l'optique, l'électricité et la magnétisme unifiés dans l'électromagnétisme par la théorie de James Clerk Maxwell.

Les débats débordent le milieu scientifique, accentués par la remise en cause du rôle de la matière, considérant l'énergie comme le concept fondamental des sciences physico-chimiques, mais aussi biologiques et sociologiques. ''l'énergie incarne le réel'' résume Ostwald. Avec le zoologue Ernst Haeckel il fonde une espère de nouveau monisme. Haeckel voit le monde comme ''un grand tout'', rédigeant un manifeste comprenant trente thèses. Dans la huitième il conclut que la nature organique et celle inorganique ne sont pas deux règnes hétérogènes, que les lois de la physique et de la chimie s'appliquent partout, ainsi la vie n'est rien d'autre qu'un phénomène physico-chimique. Dans la dix-septième il décrète que l'âme humaine est une somme de fonctions cérébrales dont l'activité cesse avec la mort physiologique. Ces idées s'inscrivent dans un renouveau du matérialisme s'affirmant à la fin du dix-neuvième siècle. La science est triomphante et semble avoir vaincue une philosophie en crise après l'effondrement de l'idéalisme allemand. Une philosophie matérialiste essaie de s'imposer.

 

Le concept d'énergie/entropie cristallise les passions, la science est remise en cause, non seulement elle n'apporte pas de réponses aux grandes questions existentielles mais l'industrialisation dont elle est à l'origine n'apporte que misère et souffrances. Le matérialisme est battu en brèche, comme ce scientisme prétendant tout expliquer.

Toute naissance se fait dans la souffrance, et cette crise sera favorable à la constitution de nouvelles disciplines scientifiques, la chimie-physique, la physique atomique et les quanta, la théorie de la relativité qui agrandira le champ de la physique dans un mouvement d'unification de ses objets, concepts et théories.

Alors que naît le vingtième siècle, le concept d'énergie a modifié le paysage de la physique et s'est immiscé dans les débats philosophiques.

 

Enfermer le concept d'énergie dans quelques définitions claires, et équations qui le seraient moins, reste à faire, néanmoins l'article de Muriel Guedj nous éclaire sur une époque qui s'y risquât, lançant des idées et ouvrant des débats qui permirent à la science d'avancer.

 

Dans ce même numéro vous trouverez la présentation des livres de Jo Hermans, traduit par Pierre Manil ''L'énergie sous toutes ses formes'', en deux volumes. Ainsi pourrez-vous allez plus loin sur ce sujet, de ses formes présentes à ses sources futures, possibles. Comme le résume Florence Bellec : Cet ouvrage constitue un guide accessible et fiable pour tout lecteur à la recherche de pistes pour l'énergie du futur.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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15 décembre 2015 2 15 /12 /décembre /2015 09:00

       L'ÉNERGIE STELLAIRE

 

L'âge de la Terre à la fin du XIXs était évalué, avec une certitude qui se voulait ''absolue'' à quelques dizaines de millions d'années. Estimation basée sur les calculs de Hermann von Helmholtz et de William Thomson, plus connu comme Lord kelvin. Leur idée étant que la température du globe décroissait depuis sa formation âge compatible avec le mécanisme que ces physiciens considéraient être cause de l'émission d'énergie par le Soleil. Notre étoile se contractant, l'énergie gravitationnelle était convertie en chaleur. Cette estimation entrait en contradiction avec celle des naturalistes dont les études portaient sur les roches, la salinité des mers, les fossiles, l'anatomie comparée dans le cadre de la théorie de l'Évolution, les érosions... celle-ci indiquait une ancienneté de un à deux milliards d'années.

2 événements vinrent relancer le débat relatif à l'origine de l'énergie des étoiles.

John Perry prouva par le calcul qu'en remettant en cause les idées de Kelvin l'âge de la Terre dépassait deux milliards d'années. D'autre part la découverte de la radioactivité va permettre de dater des roches. Le Néo-Zélandais Ernest Rutherford estime ainsi l'âge d'un minerai d'uranium grâce à la quantité d'hélium qu'il contient. Dans le même temps une autre méthode basée sur la mesure de la proportion de plomb par rapport à celle de l'uranium est développée et permet d'en dater certains à deux milliards d'années.

William Edward Wilson calculera que la présence de 3 grammes de radium par m3 du Soleil rendrait compte des 1026 joules qu'il rayonne chaque seconde. Problème, aucune trace ne sera détectée de cet élément dans le Soleil.

Les connaissances progressant, Jean Perrin et Arthur Eddington suggèrent que l'énergie du Soleil pourrait provenir de réactions nucléaires voyant des noyaux d'hydrogène (protons) fusionner en hélium. Il faudra attendre George Gamow pour imaginer un effet quantique baptisé effet tunnel autorisant les réactions de fusions possibles, même si les protons ne possèdent pas l'énergie suffisante. La source de l'énergie des étoiles est là, reste à l'expliciter.

Je ne vais pas ici recopier la démonstration que présente le magazine, elle est claire, détaillée, mais trop longue pour cela. Le fait est établi, l'hypothèse confirmée : les réactions nucléaires dans le Soleil empêchent qu'il s'effondre sur lui-même, sinon vers sa ''mort'', ce qui élèverait sa température.

Pour conclure, suivant Kamil Fadel, s'il est vrai que l'énergie que nous recevons résulte de réactions nucléaires ; pour répondre à la question posée par Isaac Newton : qu'est-ce qui maintient le Soleil chaud ? C'est la gravitation, pas les réactions nucléaires !

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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12 décembre 2015 6 12 /12 /décembre /2015 09:00

                     TECTONIQUE

L'image est emblématique d'une certaine forme de sclérose scientifique. Alfred Wegener est seul face à une foule moqueuse, il expose une idée révolutionnaire : La théorie de la dérive des continents.

Cette hypothèse ne fut jamais admise du vivant de son découvreur. Il lui fallut une reformulation : la tectonique des plaque, une manière de dire la même chose avec d'autres mots. Ainsi se forma le cadre expliquant la dynamique de notre planète.

Bel exemple de la difficulté pour une idée nouvelle de s'imposer face à une communauté aimant à se nourrir de l'illusion de tout savoir. À la vérité il faut souligner que la présentation de Wegener était incomplète, il lui manquait des connaissance sur la dynamique de l'intérieur de la Terre et la forme mouvant les continents.

Mais qu'est-ce que la tectonique ? Du grec Tekton ''charpentier'', elle est l'étude de la ''charpente'' de la Terre, de ses structures géologiques et de leurs formations.

Depuis l'antiquité philosophes et scientifiques s'interrogeaient sur la constitution de notre planète. Jusqu'à l'apparition de la géologie moderne leurs questions trouvent de nombreuses réponses sans qu'aucune ne les satisfasse. Est-ce le gonflement de la terre humidifiée qui explique collines et montagnes, l'attraction des étoiles, la puissance élévatrice de l'air ou la force des séismes, ainsi que l'imaginaient déjà au XI s des savants Chinois, tel Shen Kuo ? La découverte de fossiles marins dans les montagnes complique les choses qui fera penser que la Terre fut initialement plongée sous un océan global.

Les progrès commencent à partir du XVIIeme siècle avec les travaux de Nicolas Sténon, observateur des couches de roches superposées, pionnier de la stratigraphie. Il initie la lecture chronologique des archives de la Terre.

Vont s'affronter les neptunistes, tenant de l'idée que les bassins océaniques sont des affaissements, et les plutonistes, privilégiant le rôle du ''feu interne''. Ils proposent que les montagnes résultent de bombements volcaniques dus à la remontée de matériel chaud des entrailles de la Terre. Les planchers marins d'hier font les montagnes de demain.

L'observation de plissements dans des couches de roches pousse à imaginer un type de mouvement horizontal qui fait pencher la balance du côté des plutonistes avant que d'autres idées ne soient apportées.

Synthétisant les découvertes, Léonce Élie de Beaumont, et ses successeurs, imagineront une théorie réunissant neptunistes et plutonistes. Cette vision sera précisée au long des décennies suivantes.

Eduard Suess imaginera que plusieurs continents étaient reliés à une époque très ancienne.

Bref de nombreuses hypothèses existent quand Wegener publie sa thèse sur les translations continentales. En fait son idée n'est pas originale, lui-même citera dans une édition postérieure une dizaine d'auteurs ayant pensé à des déplacement continentaux. Son avantage est de dépasser cette action pour en comprendre les conséquences. Il prend en compte l'isostasie : les continents ''flottent'', la formation des montagnes vient des collisions et chevauchements des blocs. Il prend en compte les travaux de Suess pour expliquer comment la même espèce peut se retrouver en des endroits très éloignés.

Pourtant, malgré le solidité de ses arguments, la thèse de Wegener est rejetée. Vous en lirez les raisons, clairement expliquées dans l'article, passionnant, de Vincent Pasquero, dont je vous donne ici qu'un vague aperçu. Reste qu'il vaut mieux avoir raison tout seul que tort avec les autres. La sciencereconnaîtra les siens.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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16 novembre 2015 1 16 /11 /novembre /2015 08:48

Les Cahiers de Science & Vie No 150 – Janvier 2015

Femmes savantes

 

Deux femmes dominent le cycle arthurien, Morgane et Viviane. La première est maléfique, experte en remèdes mais aussi en poison, Viviane est une enchanteresse qui voit l'avenir dans les astres et attise les passions dans le cœur des hommes. Elles sont aussi, et surtout, l'incarnation du rôle des femmes dans l'histoire des science et du peu d'entre elles qui passèrent à la postérité.

Dans la préhistoire la division sexuelle du travail implique que la cueillette soit réservée aux femmes. Logique qu'elles aient été les premières botanistes et guérisseuses, aucune trace venue du passé ne permet de les sexualiser pour dire quel savoir ou activité était masculin ou féminin.

L'écriture seule permet de garder traces des noms et des actes. Ainsi en Égypte une stèle de Gizeh révèle que sous l'Ancien Empire, Peseshet dirigeait un corps de femmes médecins et délivrait des diplômes aux sages femmes. En Mésopotamie, une tablette d'argile donne le nom de la première chimiste de l'histoire, Tappouti. En 1200 Av JC elle était à la tête de la fabrique de parfums du palais royal de Babylone.

De la Grèce à Rome l'antiquité conserve le nom de femmes savantes qui effleurèrent la postérité sans l'atteindre. Théano, élève puis femme de Pythagore, Cléopâtre, une homonyme,, qui rédigea un traité sur les maladies des femmes, Marie la Juive, alchimiste à l'école D’Alexandrie et inventa le ''bain-marie''... Les femmes dans l’antiquité sont confinées dans l'univers domestique, Aristote théorise l'infériorité du sexe féminin, à ses yeux elles ont le cerveau trop froid et humide pour raisonner, inutile donc qu'elles apprennent plus que le minimum. Peu d’institutions acceptent les femmes. L'école de Pythagore, celle d’Hippocrate font partie des rares dans ce cas. Les femmes sont souvent limités à la gynécologie, la cosmétique ou l'alchimie, ou doivent, tel Agnodice, se déguiser en homme pour exercer la médecine. Hypatie qui révisa et réédita les Éléments d’Euclide fut lapidée par les premiers chrétiens d'Alexandrie.

Pourtant le christianisme des premiers siècles se distingue par sa tradition d'égalité et ouvre des monastères mixtes et des couvents prestigieux où les femmes peuvent s’instruire et exercer une influence intellectuelle et politique. Comme le dit Hildegarde de Bingen, ''Ce n'est pas la science qui offense Dieu, mais le mauvais usage que certains en font''.

Pourtant l'Église finira par exclure les femmes femmes du savoir, l'université de Paris n'admet que des hommes comme élèves. Plus tard l'Inquisition veillera à ce que le savoir leur restant accessible soit réprimé et déconsidéré. La réforme anglicane d'Henri VIII fermera les couvents, seules Salerne ou Bologne dispensent encore leur enseignements humaniste aux femmes de la noblesse italienne. L'Occident chrétien, aux mains des hommes, se ferme aux femmes. Quand quelques unes se risquent à la recherche scientifique c'est dans l'ombre d'un père ou d'un époux qui s'emparera de leurs travaux. Il faudra attendre le XVIIè pour que, influencé par Descartes et les Lumières, es femmes de l'aristocratie française ou anglaise réclament plus de sciences.

Le retard n'est pas encore rattrappé.

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Publié par Lee Rony - dans J'ai lu Science
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