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Podcast Science 10 – Podcast Science sonde les peurs, les comportements et ses poditeurs préférés!

Podcast Science
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Podcast Science 10 – Podcast Science sonde les peurs, les comportements et ses poditeurs préférés!

Cette semaine, quelques petits remerciements, comme le veut l’usage, à:

  • Olivier Tripet (nous a fourni une excellente vidéo supplémentaire pour le dossier sur le poulpe, vidéo qui met en scène les talents d’imitateur du poulpe)
  • Jenny Parker, fan du podcast en général et du dossier de Mathieu sur la théorie des cordes en particulier. Jenny nous propose de remettre en question la constante de 30 minutes.
  • Nos amis de Niptech Podcast, avec un erratum par rapport à mon petit plug de la semaine dernière, j’ai parlé de podcast sur la “technique”!!?! Si ce n’était déjà fait, il faudrait que je prenne des cours d’expression orale 😉 Niptech est un podcast sur la technologie, les startups, l’innovation et ses enjeux sociaux;
  • Michel Favez (le papa de notre Mathieu à nous!)pour son commentaire encourageant sur le site.
  • Xavier Agnès http://twitter.com/xavieragnes
  • Aterraki http://twitter.com/aterraki
  • Jean-Philippe Girard http://twitter.com/jphgirard
  • Alexis Perrier http://twitter.com/alexip
  • Psycho Phoenix http://twitter.com/Psyko_Phoenix
  • Franck Pascaud http://twitter.com/frankpascaud, qui nous a recommandé de suivre Eric Verlinde, un physicien théorique qui remet en question la gravitation (qui faisait d’ailleurs la couverture de Science & Vie en septembre)
  • La minute Science http://twitter.com/LaMinuteScience , flux super intéressant, à suivre!
  • Cristovao Mendes Ribeiro
  • Julien-Matthieu Bogiraud
  • Caroline Graap
  • Thibault Latete, sur iTunes France “Podcast génial pour découvrir la science sous toutes les coutures. Je découvre ce podcast grâce à Anh Tuan de “CPF”. Continuez comme ça et innovez ! “

Bienvenue également à tous nos nouveaux “poditeurs”!

Passée cette longue intro (c’est vrai qu’il y a de plus en plus de monde à remercier au fur et à mesure que la petite communauté grandit), Mathieu nous fait un petit point sur les stats justement. Le 10e épisode est un peu l’occasion de marquer le coup:

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Enfin, après une petite digression d’Alan qui revient sur le paradoxe de Zénon, nous attaquons enfin l’émission, branchée “Psycho” cette semaine:

(Les deux dossiers sont en ligne sur podcastscience.fm)

Après cela, Mathieu nous propose une activité culturelle:

“Culture Scientifique culture numérique : le grand mix” le 5 novembre à partir de 19h, à La Cantine (Paris) organisé par SiliconSentier (via Olivier Tripet)

Anh Tuan quant à lui, nous parle d’une formidable initiative du site du zero pour réconcilier tout le monde avec les Mathématiques. L’ambition est de reprendre le programme de la 6ème jusqu’à la terminale : Vaste chantier !

Moment très attendu, La quote de Mathieu est particulièrement marrante cette semaine:

In theory, there is no difference between theory and practice. But, in practice, there is. – Jan L. A. van de Snepscheut

Traduction libre: “En théorie, il n’y a aucune différence entre la théorie et la pratique. Mais en pratique, si”

Et finalement, nous parlons du concours lié au sondage sur la durée souhaitée de l’émission. Votez (en haut à droite sur toutes les pages du site) pour votre durée préférée pour le podcast et faites-le nous savoir (sur twitter, sur facebook, ou en commentaire sur le site). Vous participerez ainsi au tirage au sort la semaine prochaine pour gagner un livre, soit de Dan Ariely, soit de Dan Gilbert (tous deux évoqués dans le dossier d’Alan)

Prochain enregistrement le jeudi 11 novembre.

D’ici là, une excellente semaine!

Dossier: les biais cognitifs

Alan Vonlanthen
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Dossier: les biais cognitifs

Dossier présenté par Alan dans l’épisode 10.

Pas d’actualité particulière pour le sujet dont je souhaite parler aujourd’hui mais plutôt une petite réflexion qui a tendance à m’obséder sur ces aspects psychologiques et neurologiques de la pensée humaine qui font les qualités et les défauts de notre compréhension des mystères de ce monde…

Vous n’êtes jamais agacés par quelqu’un qui vient vous dire, juste après la découverte d’un nouvel élément “Ah mais je le savais depuis le début!” ? Je ne sais pas vous, mais moi j’ai en général envie de secouer la personne et de lui répondre “Alors pourquoi tu ne l’as pas dit dès le début? Eh patate!”… Cela peut bien sûr refléter une réalité: la personne savait effectivement depuis le début, mais ne l’a pas dit pour une raison ou une autre (la peur de se tromper par exemple), mais il se peut également que la personne soit simplement victime d’un phénomène connu, d’un biais cognitif amnésique: le biais rétrospectif.

Il s’agit là d’un des nombreux biais cognitifs. Il y en a tellement qu’il n’est pas possible de les traiter en un seul dossier. Alors je propose de démarrer une saga: on ouvre le dossier aujourd’hui, et on le complétera petit à petit, pas forcément dans l’épisode de la semaine prochaine, mais à chaque fois que ça vient, jusqu’à obtention d’un bon gros vrai dossier complet.

Donc, les biais cognitifs, disais-je. Commençons par quelques définitions. Qu’est ce qu’un biais? Si j’en crois notre ami Wikipedia, “dans diverses disciplines, un biais est une erreur systématique ou une simplification”

Et “cognitif”? l’adjectif que tout le monde utilise mais que pas tout le monde ne comprend… Cognitif, c’est tout ce qui se rapporte à la cognition. Et pour compliquer les choses, la définition même de “cognition” varie énormément d’un dictionnaire à l’autre. Je retiens pour ma part qu’il s’agit de l’ensemble des processus mentaux derrière le traitement mental de l’information; tout ce qui permet de manipuler les idées: perception, langage, mémoire, raisonnement, prise de décision. En résumé, cognitif = relatif aux processus mentaux de traitement de l’information.

Un biais cognitif est donc une tendance de la pensée humaine à commettre des erreurs de jugement et donc à prendre de mauvaises décisions à cause soit de raccourcis de la pensée, d’influence sociale, de préjugés, ou de facteurs de motivation.

On a commencé à parler de biais cognitifs en 1972, lorsque les psychologues Daniel Kahneman et Amos Tversky ont pu démontrer de manière systématique que la prise de décision ne s’appuie que partiellement sur la pensée rationnelle et le raisonnement. Cela remettait en question la théorie du choix rationnel, espèce de doctrine alors en vogue chez les idéologues des sciences économiques.

C’est la démonstration, s’il en fallait une, que nos cerveaux ne sont pas des processeurs d’ordinateurs. On généralise, on simplifie, on créer des modèles, on extrapole. Et tout en nous participe de notre processus de décision, pas juste les faits, mais également nos émotions, nos croyances, nos expériences, nos préjugés. Du coup, nos choix sont tout sauf rationnels: on a toujours 36’000 raisons de faire un mauvais choix. On a vu le biais rétrospectif ou l’effet “je le savais depuis le début”, mais il y a plein d’autres biais cognitifs:

– le biais de négativité par exemple, qui fait que les expériences négatives nous marquent plus que les expériences positives. L’exemple classique: “Je choisis toujours la mauvaise file à la caisse du supermarché”. En réalité, si on tenait une statistique documentée, on s’apercevrait, pour la plupart d’entre nous, que la plupart du temps, tout se passe bien, on est dans une file qui avance aussi vite que les autres. Mais cela ne frappe pas l’imagination, du coup, on ne s’en souvient pas. Par contre, le coup où ça traîne, on s’en souvient et à force de ne se souvenir que des expériences négatives, on finit par croire qu’on n’a jamais de chance. (Déniché dans “Stumbling on Happiness” de Daniel Gilbert, en français “Et si le bonheur vous tombait dessus”)

– le biais d’optimisme qui fait qu’on continue de se marier même si on sait que pratiquement un mariage sur deux se termine par un divorce. C’est ce même biais qui fait croire aux fumeurs que le cancer, c’est pour les autres. Ce même biais toujours qui nous fait croire qu’on préfère croire qu’on a une chance de gagner au loto (et du coup qu’on achète un billet) plutôt que 14’000’000 de chances de perdre. (Voir à ce sujet: http://www.charlatans.info/proba.shtml)

– J’aime bien le biais de confirmation d’hypothèse aussi. Très intéressant celui-là. On cherche par tous les moyens à valider ce qu’on croit déjà et on accordera beaucoup plus d’importance à une opinion qui nous conforte dans notre croyance. En fait, le concept a évolué dans le temps: historiquement, une série d’expériences dans les années 1960 suggérait que les sujets étaient biaisés dans la mesure où ils tendaient à choisir des réponses qui confirmaient leurs croyances, comme je viens de le dire. Mais d’autres travaux, par la suite, ont démontré qu’il s’agit davantage d’une espèce de phénomène de pensée à sens unique qui fait qu’une fois qu’on est branché sur une explication, on n’arrive tout simplement plus à voir la réalité autrement. C’est ce qu’on évoquait il y a 3 semaines en parlant de Mandelbrot: pour ma part, je suis convaincu que c’est le biais de confirmation d’hypothèse (les anglophones disent juste “biais de confirmation”) qui ont empêché tous les autres mathématiciens de découvrir la géométrie fractale, tant la géométrie euclidienne les empêchait d’explorer d’autres pistes. Découvrir des choses en partant de rien semble finalement assez simple par rapport à découvrir des choses malgré l’existant. Je me demande parfois si ce n’est pas cela qui empêche d’arriver à une grande théorie unifiée: c’est tellement difficile de faire marche arrière une fois qu’on commence à s’accrocher à des explications… A contrario, c’est également sans doute ce biais qui explique qu’on ne s’étonne pas de ce que Columbo sache tout de suite qui est l’assassin… C’est simplement parce que nous le savons déjà!

Bref… Ce dossier n’est pas fini, il y a tellement de biais cognitifs fascinants, comme l’escalade d’engagement par exemple (qui explique que plus on a investi, plus on continue d’investir, même si c’est dans un investissement qui n’a aucune chance). Sujet à suivre, donc, dès que l’occasion se présente.

En attendant, pour en savoir plus sur les biais cognitifs, je vous recommande la lecture de “Predictably Irrational” de Dan Ariely, disponible en français sous le titre “C’est (Vraiment) moi qui décide?”

Bonne lecture!

Dossier : La psychologie de la Peur

Anh Tuan
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Dossier : La psychologie de la Peur

Dossier présenté par Anh Tuan dans l’épisode 10.

Alors le week-end dernier, c’était Halloween et je ne sais pas vous, mais moi j’adore cette fête. Peut être parce que c’est l’occasion de se gaver de bonbons sans culpabiliser mais surtout parce qu’on y célèbre une émotion que tout le monde connait : La Peur

Mais qu’est-ce que la peur ? Comment agit-elle sur nous ? Pourquoi la ressentons-nous ? Et c’est là qu’on se rend vite compte qu’il n’est pas facile de répondre à ces questions.

En fait, la peur est un mécanisme de défense face à une menace, qu’elle soit réelle ou non. Imaginez que vous vous promenez en forêt. Tout à coup, vous apercevez un serpent. Le stimulus sensoriel, la vue du serpent donc, va alors emprunter deux chemins dans votre cerveau. La voie rapide et la voie longue.

La voie rapide, elle aboutit directement au complexe amygdalien, dans le lobe temporal. Celui-ci va activer directement la réponse de l’organisme, on se met à avoir peur.
La voie longue passe par les cortex sensoriels qui analysent le stimulus pour savoir si c’était bien un serpent ou juste une branche d’arbre. L’information arrive alors seulement aux amygdales qui accentuent ou annulent le réflexe de peur.

On a donc peur avant de vraiment savoir pourquoi

Maintenant, voyons ce qui se passe dans le reste du corps. Si on peut dire que le complexe amygdalien est le chef d’orchestre de la peur, sa baguette serait sans nul doute une hormone : l’adrénaline qui va se déverser dans tout l’organisme au moindre signal de danger.

De concert, tout le corps va se préparer : le coeur s’emballe, la respiration s’accélère, le foie libère du glucose. Grâce à tout ça, le sang va devenir un véritable cocktail énergétique pour nos muscles et notre cerveau. On est fin prêt à répondre à la menace, par la fuite ou l’affrontement.

ci-dessus, un schéma des réactions de l’organisme entier

D’ailleurs, les organes qui ne servent pas à cette réponse vont eux aussi participer à l’effort de guerre en se mettant au repos. C’est pour ça qu’on devient pâle et qu’on a le ventre noué : le sang a quitté le visage et le système digestif s’est arrêté.

Vous comprenez donc que la peur est un système défensif mis en place pour notre survie. Mais elle a un tout autre rôle : elle est indispensable au développement de l’enfant. A votre avis, pourquoi ?

En fait, dans les premiers mois de sa vie, le nourrisson pense ne faire qu’un avec le monde qui l’entoure. Chaque fois qu’on interagit avec son environnement, on crée chez lui une peur qu’on appelle angoisse de morcellement. En surmontant petit à petit cette peur, il va définir les limites de son individualité.

Mais ça ne s’arrête pas là ! Tout au long de son enfance, des peurs différentes vont l’accompagner. Je mettrais d’ailleurs un tableau récapitulatif sur le blog. On peut citer pour exemple la peur des visages inconnus à 7 mois, celle des bruits forts comme l’aspirateur à 2 ans ou encore la peur de l’échec scolaire à 8 ans.

ci-dessus le tableau des peurs enfantines

Et c’est sur cette dernière peur que j’aimerai finir mon sujet. Ken Robinson en parle vraiment très bien dans une conférence Ted sur l’éducation. Je vous mettrai la vidéo sur le blog. Elle vaut vraiment le détour. Dans son discours, il nous incite vraiment à surmonter cette peur de l’erreur, à revenir dans le même état d’esprit qu’un enfant de 7 ans qui n’avait pas peur de se tromper, d’essayer.

On a perdu cette capacité à se tromper sans crainte et si on pouvait surmonter cette peur, on pourrait alors exprimer toute notre créativité

Podcast science 09 – Le paradoxe du poulpe en peluche

Podcast Science
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Podcast science 09 – Le paradoxe du poulpe en peluche

Cette semaine, scoop! Anh Tuan s’installe aux commandes en tant, et c’est officiel, que 3e larron de la bande! Welcome on board!

Dans l’ordre, nous parlons:

Last but not least, la fameuse quote de Mathieu empruntée cette semaine à un illustre physicien:

An expert is a man who has made all the mistakes, which can be made, in a very narrow field.

Traduction maison: un expert est une personne qui a fait toutes les erreurs possibles dans un domaine spécifique

Niels Henrik David Bohr

À méditer!

Bonne semaine! En attendant, rdv chez nos amis de Niptech Podcast: www.niptechpodcast.com

Prochain enregistrement le jeudi 4 novembre 2010

Dossier: l’intelligence de Paul le Poulpe

Alan Vonlanthen
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Dossier: l’intelligence de Paul le Poulpe

Dossier d’Alan dans l’épisode #9.

Avec la vie que je mène, je ne regarde pas beaucoup la télé et je ne lis pas beaucoup la presse généraliste. Du coup, je ne suis jamais au courant des événements qui ponctuent le quotidien du reste du monde. Jamais? Ah bin, si, cette semaine: comment aurais-je pu passer mardi dernier à côté de la mort de Paul le Poulpe ? L’oracle d’Oberhausen a rendu l’âme mardi dernier. Qu’il repose en paix.

Ce ne sont pas les détails de sa biographie qui m’intéressent bien sûr (même si les accusations de corruption sont plutôt croustillantes), ni même ses prétendus dons de divination (il faut dire qu’aucun protocole scientifique rigoureux n’a été respecté pendant l’expérience du Mondial, ce qui rend vraiment très difficile la validation scientifique de ses prouesses…) Non, c’est juste sa condition de pieuvre qui m’intéresse et je voudrais parler aujourd’hui d’une caractéristique en particulier de ces créatures étonnantes: leur intelligence!

(c) BNPS.CO.UK
(c) BNPS.CO.UK

Commençons par une petite description de ce charmant céphalopode… Franchement, je trouve que certains auteurs de science-fiction qui décrivent des extra-terrestres le plus souvent humanoïdes manquent cruellement d’imagination. Pas besoin d’aller chercher les aliens bien loin, prenez un poulpe (ou une pieuvre, c’est synonyme) : pas de squelette, une tête à la chair élastique, 8 bras d’une puissance extraordinaire, 3 coeurs, 9 cerveaux. Capable de changer de couleur à sa guise. Pas juste de couleur en fait, la peau des pieuvres peut imiter n’importe quel motif même complexe, et elles s’amusent à prendre l’apparence (et le comportement) de prédateurs dangereux (comme le poisson scorpion ou le serpent tricot rayé) pour éloigner les gêneurs ou encore sont capables d’imiter le Bernard lermite pour faire croire qu’elle est protégée par une solide carapace. Des expériences à l’aquarium de la Corogne, en Galice, ont montré qu’elles sont mêmes capables de se camoufler sur un fond géométrique artificiel aléatoire ou régulier. Leur camouflage n’est pas un simple réflexe instinctif mais le résultat d’une combinaison d’observation et de volonté. Franchement, ET peut aller se rhabiller.

Du point de vue de son intelligence, les stratégies et globalement les performances de la pieuvre sont comparables à celles de l’homme.

Les poulpes cherchent en permanence à comprendre leur environnement et sont doués d’un sens de l’observation hors du commun.

En fouillant un peu dans les sous-sols de l’Internet, j’ai déniché un formidable reportage de Thalassa, intitulé “Planète Pieuvre”, diffusé en avril dernier. Ce documentaire  relate de nombreuses expériences menées pour mesurer l’intelligence de ces céphalopodes.

Voici quelques exemples de problèmes totalement inconnus dans la nature et qui ne résistent pourtant pas plus de quelques minutes à l’intelligence du poulpe.

  1. Dévisser le couvercle d’un bocal pour accéder à un crabe qui y est enfermé (démontrant non seulement de la dextérité, mais encore un raisonnement logique et pas mal d’imagination);
  2. Aller se servir dans les nasses des pêcheurs galiciens pour manger à l’oeil, et ils n’ont bien sûr aucune difficulté pour ressortir du piège;
  3. Récupérer un crabe introduit de force dans un récipient à col de cygne (impossible à sortir du récipient, donc). Pour info, nos proches cousins chimpanzés, d’une intelligence pourtant remarquable sont incapables de résoudre ce problème;
  4. S’évader d’une boîte de verre ne contenant qu’une ouverture de 6 cm de diamètre (6 cm, c’est la taille de son bec, la seule partie rigide de son corps). Par contre, si l’ouverture fait moins de 6 cm, la pieuvre n’essaye même pas de s’échapper, elle sait qu’elle ne passera pas. Elle mesure l’ouverture avec un tentacule et décide d’y aller ou non);
  5. S’échapper d’un labyrinthe de verre à l’itinéraire inconnu, en étant entouré de prédateurs. La pieuvre met quelques minutes la première fois, mais ce qui est intéressant, c’est qu’elle ne met plus que quelques secondes à partir de la 2e fois, démontrant qu’en plus de tout le reste, elle a une excellente mémoire !

On a affaire  une créature capable de déduction, de raisonnement logique, de stratégies, de conduites instrumentales (je ne l’ai pas indiqué dans les exemples, mais la vidéo de la noix de coco comme abri est éloquente à ce sujet !), de mémoire à court et à long terme, alors qu’il s’agit d’un mollusque, plus  proche génétiquement de l’huître et de la limace que de tous les autres animaux!

Mieux, chacun des bras dispose de son propre cerveau, qui n’a pas à rendre de comptes au système nerveux central pour prendre ses décisions. 250 millions de neurones dans le cerveau central et 50 millions dans chacun des 8 bras… 650 millions de neurones en tout pour une intelligence comparable à la nôtre, qui en comptons quelque 100 milliards ! Comment expliquer un tel rendement ? Des équipes entières de chercheurs en neurosciences sont en train d’étudier la question.

Alors, avec une telle intelligence et de si nombreux avantages évolutifs, comment se fait-il que ce soit l’homo sapiens qui domine le monde et pas le poulpe ? (Abstraction faite du regretté Paul, bien entendu)

Eh bien, l’humain est un animal social, comme la plupart des mammifères. Il tire ses avantages de son mode de vie en société, de sa communication et collaboration avec ses pairs, et en l’occurrence, contrairement à la plupart des mammifères, de son langage et de sa culture ! Chez nous, le savoir se transmet de génération en génération. On bénéficie des inventions et découvertes passées : on n’en serait pas où on en est si chaque individu devait redécouvrir le feu et réinventer la roue…

C’est exactement cela qui se passe chez le poulpe. Les parents meurent juste avant la naissance des petits et ceux-ci sont livrés à eux-mêmes avant d’être secs derrière les oreilles: ils doivent repartir à zéro, tout redécouvrir, tout réinventer.

Ceci étant dit, le dernier passage du reportage de Thalassa que je mentionnais tout à l’heure évoque de nombreuses recherches qui concluent à un changement de comportement chez les pieuvres. Il semblerait que les individus d’une même génération, sans doute en raison des pressions auxquelles leur environnement en mutation les soumet, déploient de nouvelles stratégies d’imitation et d’apprentissage. Ils ne doivent plus tout redécouvrir seuls mais sont capables d’apprendre les uns des autres et de bénéficier des expériences des autres pieuvres.

Alors à quand un monde gouverné par les poulpes ? S’ils continuent d’améliorer leur partage de connaissances tandis que nous continuons de couper dans les budgets de l’éducation et de la culture, c’est à dire, ce qui fait notre différence, ils nous mangeront peut-être à la Gallega, avec un peu de piment d’espelette et un filet d’huile d’olive… On ne pourra pas vraiment leur en vouloir!

Ré-écouter l’émission:

09 – Le paradoxe du poulpe en peluche [34:45m]: Play Now | Play in Popup |
1. Download     

Thalassa du 10 avril 2010, 1/2: http://www.wat.tv/video/planete-pieuvre1-2mcvh_2gk6t_.html

Planète pieuvre1 Vidéo Tad-coz sélectionnée dans TV/Séries

Thalassa du 10 avril 2010,  2/2: http://www.wat.tv/video/planete-pieuvre2-thalassa-04-10-2mn2f_2gk6t_.html

Planète pieuvre2 (Thalassa 04/10) Vidéo Tad-coz sélectionnée dans TV/Séries

Mega Shark vs Giant Octopus (Un poulpe attaque un requin) : http://dai.ly/cVnDtc

Un poulpe se sert d’une coquille de noix de coco comme abri:  http://videos.nouvelobs.com/video/iLyROoafIEb6.html

UPDATE 30.10.2010: encore une super vidéo sur le camouflage du poulpe: https://www.youtube.com/watch?v=ygh1-ul6E94 Merci Olivier Tripet!

UPDATE 22.12.2012: les mécanismes du changement de pigmentation chez les poulpes dans un super article bien détaillé: http://www.sirtin.fr/2010/12/21/dou-vient-les-changements-de-couleur-des-poulpes/

Dossier: le paradoxe de Zénon – Achille et la tortue

Mathieu
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Dossier: le paradoxe de Zénon – Achille et la tortue

Dossier de Mathieu dans l’épisode #9.

 

Le paradoxe du mouvement

  • Un personne qui veut aller vers un mur, ne pourra jamais parcourir la distance qui la sépare du mur.
  • Parce que d’abords elle doit atteindre la moitié de la distance qui la sépare de ce mur.
  • Mais avant d’atteindre le milieu de cette distance qui la sépare au mur, elle doit d’abords parcourir la moitié de celle-ci.
  • Mais avant, la moitié de la moitié de celle-ci…
  • Et ceci éternellement jusqu’à l’infini…
  • D’un point de vue purement théorique, une personne ne peut pas parcourir une certaine distance, elle est condamnée à rester immobile, parce qu’elle doit toujours parcourir la moitié de la moitié de la moitié…de la distance qui la sépare de sa destination.
  • => ça pourrait laisser sous-entendre que au bout du compte le mouvement physique est impossible et n’existe pas et que le mouvement n’est qu’une illusion.
  • Mais on se rend bien compte que dans la réalité c’est pas comme ça, c’est possible de se déplacer d’un point à un autre.

Les paradoxes de Zénon

  • Philosophe grec qui a émis un certain de nombre de paradoxes lié à cette illusion du mouvement.
  • Dans le paradoxe d’Achille et de la tortue:
    • Il est dit qu’un jour, le fameux héros grec Achille a disputé une course à pied avec une tortue.
    • Comme Achille était réputé être un coureur très rapide, il avait accordé gracieusement à la tortue une avance de mille mètres (1 km).
    • Zénon affirme alors que le rapide Achille n’a jamais pu rattraper la tortue:
      • En effet, supposons pour simplifier le raisonnement que chaque concurrent court à vitesse constante, l’un très rapidement, et l’autre très lentement
      • Au bout d’un certain temps, Achille aura comblé ses mille mètres de retard et atteint le point de départ de la tortue ; mais pendant ce temps, la tortue aura parcouru une certaine distance, certes beaucoup plus courte, mais non nulle, disons 100 mètres.
      • Cela demandera alors à Achille un temps supplémentaire pour parcourir cette distance, pendant lequel la tortue avancera encore plus loin.
      • Et puis une autre durée avant d’atteindre ce troisième point, alors que la tortue aura encore progressé.
      • Ainsi, toutes les fois où Achille atteint l’endroit où la tortue se trouvait, elle se retrouve encore plus loin.
      • Par conséquent, Achille n’a jamais pu et ne pourra jamais rattraper la tortue.

Subtilité mathématique pour résoudre ce paradoxe

  • Basée sur le calcul infinitésimal qu’on connaissait pas à l’époque de Zénon.
  • L‘erreur mathématique dans le raisonnement introduit dans le paradoxe consiste à affirmer que la somme d’une infinité d’événements de plus en plus brefs tend vers l’infini, c’est-à-dire qu’Achille n’arrive jamais (temps infini) à rattraper la tortue.
  • C’est  James Gregory (1638-1675), un mathématicien écossais du XIIème siècle qui a démontré le contraire:
    • Une somme infinie de nombre peut avoir un résultat fini.
    • Une série infinie de nombres strictement positifs peut converger vers un résultat fini.
  • Les distances (et aussi les intervalles de temps) que doit parcourir Achille pour aller d’un point où se trouvait la tortue au point suivant sont toujours infiniment plus petits, et la somme de ces distances (intervalles de temps) donne mathématiquement un résultat fini: la valeur de ce résultat fini donne le point (moment auquel) où Achille dépassera la tortue.
  • On voit que la moitié de la distance + la moitié de la moitié de la distance + la moitié de la moitié de la moitié de la distance…donne comme résultat une distance entière (et un temps entier!). On peut donc parcourir un nombre infini de moitiés en un temps fini.

Que dit la mécanique quantique?

  • La mécanique quantique a découvert que l’évolution dynamique (motion) d’un système quantique peut-être altérer, voire même inhiber à cause de la propre observation de ce système.
  • C’est ce qu’on appelle l’effet quantique de Zénon (quantum Zeno effect).
  • Alan Turing, un de pères de l’informatique, avait d’ailleurs à l’époque exprimer ça:
    • Si on fait N mesures/secondes de l’état d’un système qu’on observe, alors même si l’état n’est pas stationnaire, la probabilité que le système sera dans le même état après une seconde tends vers 1 si N tends vers l’infini.
    • Ce qui veut dire que les observations continuelles empêchent le système d’évoluer d’un état vers un autre et donc d’être dynamique.

Sources:

http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxes_de_Z%C3%A9non
http://fr.wikipedia.org/wiki/Paradoxe_d%27Achille_et_de_la_tortue
http://pagesperso-orange.fr/th%E9rese.eveilleau/pages/paradoxe/textes/zenon.htm

Podcast science 08 – L’accent fractal des baleines

Podcast Science
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Podcast science 08 – L’accent fractal des baleines

Cette semaine, nous faisons pour la première fois le podcast à 3!

Anh Tuan, du podcast C’est Pas Faux,  nous a fait l’immense plaisir d’être des nôtres et de prêter à Podcast Science sa voix, sa passion, son talent de vulgarisateur hors-pair et un formidable sujet sur les baleines!

Après quelques remerciements à toutes les personnes qui nous encouragent et motivent par des petits mots sympa, du soutien, de l’échange, nous entrons dans le vif du sujet.

Mathieu nous parle du regretté Benoît Mandelbrot et de la géométrie fractale, en passant par la théorie du chaos. Quelques petites illustrations s’imposent :

Le flocon de Koch, exemple célèbre de fractale
Une fractale célèbre, le flocon de Koch (Wikipedia)
La fameuse fractale de Mandelbrot
La fameuse fractale de Mandelbrot (Wikipedia)
Et quelques vidéos…

Zoom sur une fractale:

Excellent documentaire d’Arte sur les fractales:

Ensuite, Anh Tuan décortique pour nous le fascinant chant des baleines: vous retrouvez son dossier complet sur le présent site.

Last but not least, la fameuse quote de Mathieu nous invite cette semaine à nous interroger sur les limitations de la compréhension humaine

“Les plus grandes limitations de l’être humain se doivent à son incapacité de comprendre la fonction exponentielle” (Albert Bartlett)

Enfin, Anh Tuan nous rappelle qu’en France, ces jours-ci, du 21 au 24 Octobre, c’est la fête de la science. Au menu de cette 19e édition: Biodiversité, biotechnologie et bioéthique, quels défis pour l’avenir ? http://www.fetedelascience.education.gouv.fr/delia-CMS/presentation/article_id-9/la-fete-de-la-science.html

Prochain enregistrement le jeudi 28 octobre 2010. Anh Tuan est bien sûr invité à revenir quand il le souhaite! Sera-t-il invité la semaine prochaine? Invité permanent? Le 3e membre de la bande? Vous le découvrirez la semaine prochaine!

Excellente semaine à toutes et à tous!

 

[UPDATE du 07.11.2010] : La vidéo proposée par Olivier Tripet (dans son commentaire ci-dessous: des fractales sans ordinateurs, via des mises en abîme)

Dossier : Le Chant Des Baleines

Anh Tuan
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Dossier : Le Chant Des Baleines

 

Dossier de l’épisode #8.

Alors pour mon baptême du feu chez PodcastScience, j’ai décidé de plonger au coeur des Océans. Jacques-Yves Cousteau, océanologue français que tout le monde connait a un jour qualifié les fonds marins de « Monde du Silence »

Même si c’est une image qui marque, elle est totalement fausse. On peut entendre une multitude de sons dans l’océan et je vous propose d’en savoir un peu plus sur le plus fascinant d’entre eux : le chant de la baleine et plus précisément de la baleine à bosses, spécialiste dans ce domaine

L’extrait sonore que vous pourrez entendre dans le podcast a été pris dans l’archipel d’Hawaï. Là-bas, en hiver, les baleines viennent chercher des eaux clémentes pour mettre au monde leur progéniture pendant que les mâles chantent. Il suffit alors avec un peu de chance d’aller sur une plage et de plonger la tête sous l’eau pour entendre ce chant. Magique non ?

Ce chant reste d’ailleurs très mystérieux. On n’en connait toujours pas le but. Séduction ? Goût pour la musique ? Lien social ? Ca reste encore une énigme pour les scientifiques.

En revanche, on en connait parfaitement la structure sonore particulière. Qualifié par le biologiste marin Philip Clapham de son le plus complexe du règne animal, le chant de la baleine à bosse s’organise comme des poupées russes.

On a donc le chant global qui peut durer jusqu’à 36h d’affilé et chose incroyable : son volume est plus fort que le son d’un avion au décollage.

Ensuite, si on décortique le chant, on peut voir qu’il est constitué de plusieurs thèmes. Ces thèmes sont à leur tour constitués de phrases musicales qui sont elles-même des successions de notes.

On voit donc bien une imbrication comme des poupées russes. Ce chant est parfaitement audible pour l’être humain, vous en avez eu la preuve en début de chronique. C’est ce qui fait dire aux scientifiques qu’il servirait plus à la communication entre individus d’un même groupe de baleines qu’à la localisation dans l’espace comme le sonar des dauphins.

En parlant de groupes, 1 chose fascinante : les chants de baleines vivant dans des zones géographiquement proches sont vraiment similaires et évoluent comme une langue ! De plus au cours de sa vie, le chant d’une baleine va changer au contact de ses congénères. On peut d’ailleurs parler de culture vocale.

On peut conclure en disant que l’océan n’est décidément pas un monde silencieux, désolé Mr Cousteau :p

Liens Utiles (en Anglais) :

Page Wikipedia du Chant des Baleines

Voices In The Sea : Un site magnifique pour écouter les cétacés

Podcast science 07 – l’épisode maudit

Podcast Science
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Podcast science 07 – l’épisode maudit

Cette semaine, après avoir abusé de votre patience, nous mettons votre motivation à rude épreuve!

En effet, tout est allé de travers avec ce malheureux septième épisode et la qualité s’en ressent, nous en sommes tout à fait désolés. Skype n’était pas au rendez-vous, nous avons été interrompus plusieurs fois, nous avons dû refaire certains passages, au prix de notre spontanéité et de la qualité du son que nous avions enfin réussi à améliorer.

Bref…

Cette semaine, nous revenons d’abord sur une des news de la semaine dernière. L’exo-planète Gliese 581G (Zarmina) n’est peut-être pas habitable après tout, et ce n’est pas de là que venait le signal reçu il y a deux ans… Comme quoi, tout le monde est allé un peu vite en besogne sur ce coup-là, nous compris… Il faut prendre le temps de vérifier ses sources!

Article sur les doutes croissants de la population scientifique sur le sujet.

En anglais: http://www.space.com/scienceastronomy/doubt-cast-habitable-alien-planet-gliese-581g-101012.html

En espagnol: http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/supuesta-senial-laser-no-llego-gliese-581g.html et
http://www.microsiervos.com/archivo/ciencia/y-si-gliese-581g-no-existiera.html

Ensuite, nous parlons du graphène, dont le découvreur a été nobelisé il y a quelques jours. Le mini-dossier contenant les images est accessible ici.

Enfin, nous parlons des macaques capables de se voir dans le miroir, ce qui bouleverse une fois encore nos connaissances sur notre propre évolution.

La vidéo de l’expérience:

Sneak peeks from Science News on Vimeo.

 

Articles sur le sujet:

En bonus, la fameuse image de l’expérience de l’addition:

matériel utilisé pour l'expérience de l'addition chez les macaques
Le matériel utilisé pour l’expérience de l’addition chez les macaques (de l’article de Futura-Sciences)

Et pour finir, place à la véritable minute de sagesse de Podcast Science, la quote de Mathieu!

“De nos jours, on peut aller chez Walmart et acheter des jouets qui fonctionnent mieux que les satellites d’il y a une vingtaine d’années” (Chris Boshuizen), physicien à la Nasa

La semaine prochaine, tout ira mieux et nous aurons le plaisir d’accueillir un invité, podcasteur scientifique lui aussi, que nous aimons bien et dont nous parlons souvent: Anh Tuan en personne!

Prochain enregistrement le jeudi 21 octobre 2010.

Une excellente semaine à toutes et à tous!

Mini-dossier: le graphène

Alan Vonlanthen
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Mini-dossier: le graphène

Mini-dossier de l’épisode #7

Si on consulte la page Wikipedia du graphène, voici ce qu’on lit:

Le graphène est un cristal bidimensionnel (monoplan) de carbone dont l’empilement constitue le graphite. Il fut isolé en 2004 par Andre Geim, du département de physique de l’université de Manchester, qui a reçu pour cette découverte le prix Nobel de physique en 2010 avec Konstantin Novoselov.

Un cristal bidimensionnel, pas franchement parlant a priori… Regardons cela de plus près! Le graphène a tellement de potentiel qu’il rappelle un peu le laser au début des années 60: on tenait une technologie géniale, mais on ne savait pas trop quoi en faire… C’était une solution qui attendait son problème. Et des problèmes à résoudre pour le laser, on a en a trouvé un paquet depuis, des imprimantes à la chirurgie ophtalmique en passant par les lecteurs CD/DVD, les téléscopes, la fusion nucléaire contrôlée, l’épilation, les anti-missiles, les mesures de distance… Bref… On ne sait pas comment on ferait sans le laser aujourd’hui. Voir d’ailleurs à cet égard le tout premier épisode de “C’est pas faux!”, le podcast vidéo de notre ami Anh Tuan, qui traite justement du sujet.

Le graphène est sans doute promis à un avenir aussi brillant, alors creusons un peu! Le graphène est fait de carbone, le matériau de construction de la vie sur Terre, du diamant, du charbon, entre autres et notamment du graphite. Le carbone peut vraiment prendre les formes les plus extraordinaires! Le graphite, c’est ce minéral qu’on trouve dans les crayons (combiné à de l’argile)… La mine de crayon, quoi, qui contrairement à ce qu’on croit, ne contient plus de plomb depuis le XIXe siècle. Depuis qu’on utilise du graphite justement.

Eh bien quand on découpe ce graphite en tranches super-fines, des tranches épaisses d’un atome seulement, eh bien c’est ce qu’on appelle du graphène. D’où cette indication dans Wikipedia de cristal bidimensionnel: le graphène est tellement fin qu’il n’a qu’une largeur et une hauteur. Pas de profondeur. Ce qui est fait le matériau le plus fin et le plus solide qu’on connaisse sur Terre. Au microscope, c’est très beau à voir: les atomes de carbone sont reliés entre eux selon un pattern hexagonal, qui rappelle les alvéoles des ruches.

la structure alvéolaire du graphène
la structure alvéolaire du graphène

Le truc rigolo, c’est que pour obtenir ces tranches super fines, Andre Geim a utilisé du scotch!! Le graphène n’est pas le résultat d’une synthèse chimique, il existe dans la nature, mais pour l’obtenir, il a fallu séparer les millions de couches qui constituent le graphite (on sait aujourd’hui qu’on peut également l’obtenir en cuisant des blocs de carbure de silicium à 1400 degrés pendant 2 heures, mais à l’époque de la découverte, en 2004, André Geim et son équipe l’ont obtenue grâce à un morceau de graphite et un rouleau de scotch! Ils se sont aperçus que les couches scotchées étaient parfois épaisses d’un atome seulement! Ils venaient de découvrir le graphène, matériau incroyable qui fait rêver les scientifiques et les industriels car il pourrait révolutionner l’électronique et l’informatique.

  • Tout d’abord, le graphène est incroyable résistant. 100x plus résistant que l’acier tout en étant flexible;
  • Il est souple, peut se déformer et reprendre sa forme originale, comme un élastique;
  • D’autre part, le graphène est totalement transparent;
  • Accessoirement, c’est un excellent conducteur d’électricité. 1 million de fois plus efficace que le cuivre selon Andre Geim; les électrons s’y déplacent allègrement à la vitesse de la lumière;
  • C’est aussi un excellent conducteur thermique;
  • Enfin, il s’agit non seulement du seul matériau bidimensionnel qu’on connaisse, donc le plus fin , mais également du plus léger: 1 gramme de graphène suffirait à couvrir plusieurs terrains de football (encore faut-il trouver un sens à couvrir de graphène des terrains de foot 😉

Un écran transparent super-résistant, étirable, conducteur d’électricité… On comprend que ça fasse rêver! On voit tout de suite les applications possibles… A commencer par des appareils électroniques souples et déformables,  des écrans tactiles, voire des écrans tactiles transparents géants à la Minority Report (enfin!), des cellules solaires, des téléviseurs muraux plus fins qu’une couche de peinture. Accessoirement, les atomes de carbone étant plus petits que le silicone, ce qui veut dire qu’on va pouvoir encore accélérer la miniaturisation des composants électroniques de manière impressionnante, d’autant plus que, comme l’a précisé Mathieu durant l’émission, il suffit d’enrouler une feuille de graphène sur elle-même pour obetenir un nanotube! On n’a pas fini de parler des nanotechnnologies dans Podcast Science!

Une autre propriété remarquable du graphène, c’est que si on en ajoute ne serait-ce qu’un pourcent dans du plastic, alors ce dernier devient lui aussi conducteur d’électricité. Et même avec moins d’un pourcent de graphène, on peut rendre le plastique plus résistant à la chaleur et plus solide!

Le graphène, c’est du carbone absolument pur. Aussi, n’importe quel atome de matière différente à la surface du graphène se remarque immédiatement par contraste. On peut imaginer une utilisation au niveau de nouveaux détecteurs ou senseurs qui pourraient détecter la plus petite particule de pollution…

Découverte absolument géniale qui va sans doute tout changer dans les toutes prochaines années. L’industrie s’y intéresse déjà de très près. Je pense que dans 10 ans déjà, on se demandera comment on a pu se débrouiller si longtemps  sans graphène et comment on ferait sans!

grenouille en lévitation (wikipedia)
Lévitation diamagnétique

Voilà, juste un dernier mot sur le découvreur, Andre Geim: en fait, d’autres de ses travaux avaient déjà été médiatisés il y a 10 ans et sanctionnés par un prix IG-Nobel (c’est une parodie du Prix Nobel, aux Etats-Unis, qui récompense des recherches qui respectent la démarche scientifique mais qui sont inutiles ou crades ou ridicules…) Et donc, le professeur Geim a été récompensé il y a dix ans pour avoir fait léviter des grenouilles à l’aide de puissants aimants géants. Certains sont prêts à tout pour faire avancer la science 😉

Bonus sur le graphène:

La présentation du professeur Geim (en anglais, 56:45 min)

Liens utiles:

http://www.science.gouv.fr/fr/actualites/bdd/res/3743/le-prix-nobel-de-physique-decerne-aux-decouvreurs-du-graphene/

http://en.wikipedia.org/wiki/Graphene

http://fr.wikipedia.org/wiki/Graph%C3%A8ne

http://fr.wikipedia.org/wiki/Nanotube_de_carbone

http://fr.wikipedia.org/wiki/Nanotechnologie

Update du 22 novembre 2010 (Merci Xavier Agnès): le graphène génère un effet Faraday imprévu

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Je sers la science et c'est ma joie !

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