La sérendipité

On 23.08.2014, in Dossiers, by Alan Vonlanthen
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Billet diffusé dans le cadre de la soirée Radio-Dessinée “Instruments scientifiques : cathédrales du XXIe siècle ?“, au CERN le 23 août 2014 


En guise de cathédrale, pour ma part, je vais vous parler de l’une des formes les plus surprenantes de créativité en sciences.

À chaque fois que je suis au CERN, je ne peux m’empêcher de penser au Web.

C’est un truc de fou quand on y pense : on met en place le plus gros instrument scientifique du monde pour traquer une particule qui n’aime pas trop se montrer et ce qui en ressort en premier, 20 ans avant que le boson de Higgs ne finisse par pointer le bout de son nez, c’est cet outil formidable qu’est le web et qui permet d’exister à des utopies aussi improbables que ce podcast ou que Wikipédia… Même si on n’avait pas trouvé le boson, on aurait au moins le web, ce nouveau poumon de l’économie de ce début de XXIe siècle ; c’était de l’argent bien investi. Qui aurait pu s’attendre  à cela en votant le budget de 9 milliards de dollars pour construire le LHC ? (Ce qui correspond, histoire de remettre la cathédrale au milieu de la cité, à 5 jours de dépenses militaires américaines !)

Bref… Cette joyeuse combinaison de hasard et de génie m’a donné envie de vous parler de sérendipité. Avant d’énumérer quelques exemples, permettez-moi de vous raconter une petite histoire :

 

1. Awaiting The End     

Les trois princes de Serendip

« Les trois fils du roi de Serendip refusèrent après une solide éducation de succéder à leur père. Le roi alors les expulsa.

Il partirent à pied pour voir des pays différents et bien des choses merveilleuses dans le monde.

Un jour, ils passèrent sur les traces d’un chameau. L’aîné observa que l’herbe à gauche de la trace était broutée mais que l’herbe de l’autre côté ne l’était pas. Il en conclut que le chameau ne voyait pas de l’œil droit. Le cadet remarqua sur le bord gauche du chemin des morceaux d’herbes mâchées de la taille d’une dent de chameau. Il reconnut alors que le chameau aurait perdu une dent. Du fait que les traces d’un pied de chameau était moins marquée dans le sol, le benjamin inféra que le chameau boitait.

Tout en marchant, un des frères observa des colonnes de fourmis ramassant de la nourriture. De l’autre côté, un essaim d’abeilles, de mouches et de guêpes s’activait autour d’une substance transparente et collante. Il en déduisit que le chameau était chargé d’un côté de beurre et de l’autre de miel. Le deuxième frère découvrit des signes de quelqu’un qui s’était accroupi. Il trouva aussi l’empreinte d’un petit pied humain auprès d’une flaque humide. Il toucha cet endroit mouillé et il fut aussitôt envahi par un certain désir. Il en conclut qu’il y avait une femme sur le chameau. Le troisième frère remarqua les empreintes des mains, là où elle avait uriné. Il supposa que la femme était enceinte car elle avait utilisé ses mains pour se relever.

Les trois frères rencontrèrent ensuite un conducteur de chameau qui avait perdu son animal. Comme ils avaient déjà relevé beaucoup d’indices, ils lancèrent comme boutade au chamelier qu’ils avaient vu son chameau et, pour crédibiliser leur blague, ils énumérèrent les sept signes qui caractérisaient le chameau. Les caractéristiques s’avérèrent toutes justes. Accusés de vol, les trois frères furent jetés en prison. Ce ne fut qu’après que le chameau fut retrouvé sain et sauf par un villageois, qu’ils furent libérés.

Après beaucoup d’autres voyages, il rentrèrent dans leur pays pour succéder à leur père. »

Vous aurez peut-être reconnu un extrait des voyages et aventures des trois princes de Serendip, un conte persan qui se déroule à Ceylan (l’actuel Sri-Lanka), connu en Europe depuis le XVIe siècle et qui a inspiré le Zadig de Voltaire.

Les princes y font sans cesse la découverte de choses qu’ils ne cherchaient pas, par une subtile combinaison d’accidents et de sagacité.

D’où le terme de sérendipité, proposé en 1754 par l’esthète anglais Horace Walpole pour désigner ce moteur très important de découvertes scientifiques.

Je ne sais pas si inventer le Web en cherchant des bosons entre stricto sensu dans la définition, mais ce concept de chance doublée de sagacité est bien la mécanisme à l’œuvre dans :

C’est marrant de penser que quels que soient les moyens en jeu, il y a toujours une part de bol qui vient s’ajouter à la sueur et au génie, mais il serait bien sûr idiot de croire que cela puisse suffire.

Les découvertes par sérendipité ne sont et ne seront toujours possibles que si l’on continue de mettre des moyens dans la recherche.

On ne trouvera peut-être pas ce qu’on cherchait mais on trouvera certainement des choses épatantes qu’on n’aurait jamais découvertes si on ne cherchait rien !

L'architecte et le proprio ne se doutaient certainement pas en bâtissant cette église de Cardiff qu'elle deviendrait l'un des meilleurs restos du Pays de Galles ;)

L’architecte et le proprio ne se doutaient certainement pas en bâtissant cette église à Cardiff en 1877 qu’elle deviendrait l’un des meilleurs restos du Pays de Galles ;)

Petit complément de la version écrite

La quinine

La légende veut qu’un Amérindien souffrant de paludisme et brûlant de fièvre, se soit perdu dans une forêt des Andes où poussent de nombreuses espèces d’arbustes Cinchona. À un moment, il a aperçu une flaque d’eau. À moitié mort de soif, il en a bu à grandes gorgées malgré la présence de racines de Cinchona dans l’eau, dont l’écorce  – la quinine justement –  laissait un petit goût amer, et dont en pensait qu’il s’agissait de poison. Il avait trop soif. À sa grande surprise, il ne mourut pas. Au contraire, même, sa fièvre retomba, il retrouva son sens de l’orientation et put rentrer au village où il raconta son histoire et où les sages firent le lien entre les bouts d’écorce et l’apaisement des symptômes de la malaria.

La vaccination

Edward Jenner n’a pas découvert la vaccin contre la variole, qui fut aussi le premier vaccin tout court, après de fastidieuses recherches en laboratoire… À 19 ans, il a entendu par hasard une laitière affirmer qu’elle n’aurait jamais la variole car elle avait eu la vaccine (la variole de la vache). Des années plus tard, jeune médecin, il se souvint de cette anecdote en constatant à quel point la variole était difficile à traiter. Il enquêta et se rendit compte que les laitières, en effet, ne contractaient pratiquement jamais la variole. Celui lui donna l’idée d’inoculer la vaccine à ses patients pour leur éviter de contracter la variole. Un cas remarquable de sérendipité !

Le protoxyde d’azote comme anesthésique

Joseph Priestley découvrit le protoxyde d’azote en 1772 et on se rendit vite compte que ce gaz non-toxique produisait des effets particuliers. Les gens qui l’inhalaient commençaient volontiers à chanter, à se battre ou à rire. 27 ans plus tard, Humphry Davy
se rendit compte qu’une exposition prolongée au gaz produisait une perte de conscience temporaire. Il suggéra qu’on l’utilise en chirurgie, mais l’idée ne convainquit pas. Ce n’est qu’à l’occasion d’un accident 15 ans plus tard en 1844, qu’on se rendit enfin compte du vrai potentiel du gaz comme anesthésique. Une démonstration publique des effets du protoxyde d’azote – qu’on appelle aussi gaz hilarant – fut donnée dans le Connecticut. Au lieu de rire, la personne qui l’avait inhalé devint très violente et s’agita jusqu’à ce qu’elle se blesse et se calme. Il s’agissait d’un certain Monsieur Cooley, dentiste lorsqu’il était dans son état normal. Il fut stupéfait de s’apercevoir qu’il s’était fait une entaille très profonde à la jambe et qu’il ne l’avait pas sentie. C’est cet événement qui marqua le début de l’utilisation des anesthésiques en salle d’opération.

La chiralité (orientation gauche-droite des molécules)

Louis Pasteur était très intrigué par un drôle de phénomène : la composition chimique des sels d’acide tartrique et d’acide racémique. Pourtant, les deux molécules avaient un effet différent sur la lumière polarisée. Ses observations, en cherchant à comprendre le phénomène, l’ont conduit à constater que l’orientation des molécules composant les cristaux de ces sels était différente, d’où l’effet différent sur la lumière, tantôt envoyée à gauche, et tantôt à droite. La chiralité est désormais une notion essentielle en chimie et particulièrement en pharmacie. La même molécule ne produit pas les mêmes effets selon son orientation. Comme nous l’indiquait ElJJ, dans un sens, c’est du citron, dans l’autre c’est de l’orange !

Le Big Bang

En 1964, Arno Penzias et Robert Wilson, recherchaient des signaux du cosmos. Malgré toutes les précautions du monde, ils captaient toujours un bruit de fond, comparable à la neige qu’on avait sur nos écrans de télé avant que les tuners ne deviennent numériques. Selon une légende populaire en astrophysique, ce fond diffus cosmologique était soit une trace du Big Bang, soit du guano de pigeon. La première hypothèse était la bonne et valut aux chercheurs le Nobel de physique en 1978.

La chimiothérapie

Pendant la seconde guerre mondiale, un navire allié transportant du gaz moutarde fut bombardé dans un port italien. De nombreux soldats se retrouvèrent dans l’eau, où ce gaz extrêmement toxique se répandit en un clin d’œil. On les repêcha, les soigna, et on observa un phénomène étrange : le taux de globules blancs dans le sang de nombreux patients s’était effondré. Parce qu’une diminution de globules blancs est parfois synonyme de santé améliorée dans certaines leucémies, on eut l’idée de traiter des patients avec du gaz moutarde. Cela ne les a pas guéri mais a ouvert la voie qui a conduit aux moutardes azotées, directement dérivées du gaz moutarde, utilisées avec succès dans certaines chimiothérapies.

La pilule

Irène nous en parlera mieux dans son dossier de la rentrée, mais disons que ce n’est pas un événement isolé qui est à l’origine de la pilule, mais une combinaison complexe de circonstances dont la sérendipité n’est pas absente. Quand les laboratoires Syntex ont quitté le New-Jersey pour s’établir au Mexique dans les années 40 (les recherches sur les hormones étaient hyper réglémentées aux Etats-Unis à l’époque), la découverte de contraceptifs oraux ne faisaient pas partie des projets. L’un des objectifs était d’obtenir de l’estradiol, une hormone féminine utilisée pour traiter certains troubles qui peuvent apparaître à la puberté. Une hormone très proche de la progestérone – considérée comme un contraceptif naturel – fut obtenue par accident. Vous connaissez la suite : on peut dire que la pilule a changé le monde. Il est d’ailleurs très intéressant que tout le monde sache immédiatement de quelle pilule on parle – parmi le foisonnement de cachets qui existent aujourd’hui – quand on dit simplement “la” pilule 🙂

Le LSD

Le chimiste suisse Albert Hofmann effectuait des recherches sur l’acide lysergique dans les laboratoires Sandoz à Bâle, dans l’espoir de mettre au point des médicaments contre la migraine et les saignements post-accouchement. Un jour de 1938, alors qu’il travaillait sur le diéthylamide de l’acide lysergique (petit nom LSD…) il dut s’arrêter de travailler et rentra chez lui car il se sentait étonnement agité, avec un sentiment de tête qui tourne. Une fois arrivé, il se coucha et plongea dans un délire “pas déplaisant” (ce sont ses propres mots) marqué par un degré extrême de fantaisie et des visions d’une vivacité extraordinaire. Cela dura plus de deux heures. Hofmann suspecta un lien avec ses travaux ; il avait dû avaler ou inhaler une quantité infime de sa préparation sans s’en rendre compte. En bon scientifique, il répéta l’expérience, avec des doses variables, et déposa un brevet en 1943 et le LSD fut produit en quantités industrielles par Sandoz jusqu’en 1966.

Les rayons X

En 1892, Wilhelm Röntgen essayait d’observer des rayons cathodiques dans de nouvelles conditions, il n’a pas trouvé ce qu’il cherchait… Le tube sous vide qui devait s’allumer est resté éteint quand il a ouvert le courant. Déçu, il a tout de même remarqué une faible lumière qui s’est manifestée à plus d’un mètre de son tube, comme un petit nuage vert qui vibrait au rythme des décharges électriques de son néon. Il comprit tout de suite qu’il s’agissait d’un phénomène complètement nouveau, et passa plusieurs semaines à essayer de comprendre cette nouvelle forme de rayonnement. Il publia un premier papier en 1895 et en continuant ses recherches, il s’aperçut que son nouveau type de rayon pouvait enregistrer des images du squelette sur du film photo. Cette dernière propriété attira l’attention du monde médical et la technologie fut adoptée en un temps record par tous les hôpitaux du monde.

La fission nucléaire

En 1934, alors que Irène Curie, la fille de Marie et Pierre Curie, et son mari, Frédéric Joliot venaient de découvrir la radioactivité artificielle, et s’étaient aperçus que certains noyaux atomiques, que tout destinait à être stables pour toujours, pouvaient être rendus instables si on les obligeait à avaler des particules additionnelles. Enrico Fermi, à Rome décida d’utiliser des neutrons plutôt que des particules α pour bombarder les noyaux d’atomes massifs d’Uranium. Il pensait que cela créerait probablement des éléments proches (en poids) de l’Uranium. Mais Otto Hahn et Fritz Strassman, à Berlin, découvrirent que cela créait deux atomes de Barium, pesant chacun environ la moitié d’un atome d’Uranium : l’atome avait été coupé en deux ! Là aussi, les bombes atomiques, les centrales nucléaires, toussa, vous connaissez la suite… Voilà encore un phénomène important qu’on a découvert alors qu’on ne le cherchait pas.

 

Sources

Voir aussi, chez les copains du Café :

Et ailleurs sur l’Internet mondial en français :

Illustration sonore (conte de Serendip):


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