Revue des sciences janvier 2014

Pour la Science

Climat, écologie, énergie

Biologie, préhistoire, cerveau

Santé

Techno

La revue des sciences reparaît donc mais seulement les extraits terminés sont publics (la plupart des liens ci-dessus ne marchent donc pas).

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Changer de visage grâce au seul éclairage


Numérique : l'ère de l'apprentissage

Il est assez intéressant de relire les anciennes prévisions qui sont presque toujours très exagérées, mais cette fois, ce qu'IBM met en exergue pour les 5 prochaines années, c'est à peine une prédiction puisqu'on est déjà entré dans une nouvelle étape décisive du numérique, l'ère de l'apprentissage : In the future, everything will learn (éducation, santé, sécurité, commerce de détail, villes). Nos appareils numériques vont apprendre à nous connaître et s'adapter à nous, devenant de plus en plus personnels et intégrés à notre vie (si c'est possible!), à nos vêtements, voire à notre corps. C'est ce qui fait que les smartwatchs et autres accessoires personnels connectés pourraient devenir plus importants que les smartphones.

Nous aussi, nous apprendrons beaucoup des Big Data qui transformeront une médecine de plus en plus informatisée, avec notamment le déchiffrage rapide du génome. Les villes intelligentes devraient en profiter également pour mieux gérer nos flux en interagissant avec nos appareils. C'est l'enseignement cependant qui pourrait être lui-même complètement bouleversé en passant entièrement au numérique avec un programme analysant chaque élève en fonction de son parcours et de ses résultats afin de pouvoir adapter le contenu en conséquence. Il y faudra sûrement plus de 5 ans. Pour l'instant, on est plutôt dans la phase de désillusion vis-à-vis des MOOC qui produisent trop d'échecs (il faut être très motivé), ce qui plaide pour des formats plus courts et mieux adaptés.

On peut rappeler que, selon Stanislas Dehaene, les sciences cognitives ont identifié quatre facteurs principaux de réussite d’un apprentissage : l’attention, l’engagement actif, le retour d’information, et enfin, la consolidation de l'acquis.

L'année dernière, voilà ce qu'étaient pour IBM les 5 technologies disruptives des 5 années à venir : l'énergie (chacun produira son énergie), la sécurité (plus besoin de mots de passe grâce à la biométrie), la cognition (des programmes pourront lire directement dans nos pensées), la mobilité (qui réduirait la fracture numérique) et l'analyse des données (supposée rendre les spams plus ciblés et pertinents).

<i>(Image: Kacper Pempel/Reuters)</i>On avait appris en Mai que le gouvernement américain avait testé avec succès pendant plus de 2 ans un internet quantique sécurisé, ce qui n'est pas une raison pour craindre, comme Snowden, qu'ils puissent décrypter toutes les communications ! D'autres imaginent un internet sans serveur sur le modèle du P2P, on risque en tout cas d'avoir une fragmentation du réseau. Cependant, et même s'il n'est pas connecté à un réseau, on pourrait transmettre les données d'un ordinateur piraté avec des ultrasons, déjouant les protections ordinaires (c'est surtout la démonstration qu'on peut mettre des ordinateurs en réseau sans matériel dédié). On pourrait aussi détecter à ses vibrations ce qu'on fait avec un ordinateur, simplement en posant son smartphone à côté (pour espionner ainsi les mots de passe par exemple).

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A part ça, l'ambiance est à une reprise (de la Bourse au moins) assez irréelle du fait que rien n'a été réglé et New Scientist se veut même optimiste pour l'environnement, voyant de timides signes d'amélioration mais les modèles tenant compte des nuages sont plus pessimistes (entre 3 et 5°C en 2100) et on constaterait déjà un déclin de la productivité agricole pour 31 % de la production de riz, maïs et blé. Il devrait y avoir aussi surproduction de pétrole et baisse des prix en 2014, ce qui n'est pas une bonne nouvelle pour la transition énergétique (d'autant qu'on apprend que 7 milliards ont été consacrés à financer les climato-sceptiques exploitant l'ignorance face aux incertitudes bien trop réelles du climat). Il faut avouer que, sauf aux USA qui sont en légère régression, certains pays connaissent une véritable explosion de l'espérance de vie et qu'on a un important recul de mortalité cardiaque, par cancers, etc. C'est aussi la conséquence de l'application des conseils d'hygiène faisant reculer l'âge des maladies dégénératives. A part le sommeil qui pourrait faire reculer diabète et maladies neurodégénératives, le remède de jouvence du mois, c'est la vitamine PP (ou plutôt le NAD+) mais, le plus étonnant, cela a été d'apprendre qu'il y a quelques espèces où plus on est vieux, plus on se reproduit et plus on est performant, valorisant la durabilité dans des milieux extrêmes comme le désert mais sans processus de vieillissement, confirmation éclatante de sa possibilité. On avait déjà vu que des plantes notamment ne vieillissaient pas mais rajeunir ou progresser constamment avec l'âge, ça on ne l'avait jamais vu ! On peut s'étonner aussi que seulement 87 gènes seraient spécifiques à Sapiens par rapport à Neandertal ou à l'homme de Denisova mais la différence ne serait pas tant génétique que due à la taille des groupes, plus nombreux chez nous, ce qui aurait favorisé la complexité culturelle et le progrès technique. Ce n'est pas une hypothèse nouvelle, pas plus que le fait que ce soit l'environnement qui détermine l'évolution génétique mais il n'est pas mauvais de le rappeler aux tenant de la théorie absurde du gène égoïste. Enfin, que le cerveau se réorganise à la naissance en baissant la sérotonine suggère qu'il s'agirait d'un véritable éveil à la vie pour ce qui n'était jusqu'alors qu'un rêve...



Pour la Science no 435, Angkor


Pour la Science

- Le QBisme, interprétation bayésienne de la fonction d'onde, p30

Il y a un air de déjà vu dans cette interprétation de la fonction d'onde, non pas comme une probabilité physique mais comme représentant l'information imparfaite qu'on peut en avoir (comme la probabilité qu'une tumeur soit cancéreuse). Ce qui semble être réfuté par l'expérience fondatrice des fentes de Young où un photon unique passe par les deux fentes à la fois pour dessiner les interférences caractéristiques ne se produisant pas quand on tente de déterminer par quelle fente il est passé. L'effondrement de la fonction d'onde est plutôt due à une interaction bien réelle. J'illustre pour ma part l'intégrale de chemin par l'image d'un tissu tendu répartissant l'énergie sur toute la surface et qu'une interaction (une pression du doigt) va localiser à cet endroit de stress, du mois à partir d'un certain quanta minimal.

Le QBisme, combine la théorie quantique avec les statistiques bayésiennes, un domaine vieux de 200 ans qui considère la probabilité comme le reflet d'une croyance subjective. En fait, pour le QBisme, la fonction d'onde n'a pas de réalité objective. Plus précisément, selon cette interprétation, l'observateur utilise la fonction d'onde pour traduire sa conviction personnelle qu'un système quantique possède telle ou telle propriété, sachant que les choix et actions propres de l'individu modifient le système d'une manière par nature incertaine. En interprétant la fonction d'onde comme une croyance subjective, sujette à être révisée par les règles de la statistique bayésienne, on fait disparaître les mystérieux paradoxes de la physique quantique, affirment les partisans du QBisme.

L'effondrement de la fonction d'onde signifie juste qu'un observateur a subitement et de manière discontinue révisé les probabilités qu'il attribue au système, sur la base de nouvelles informations, de la même façon qu'un médecin modifierait le pronostic d'un malade sur la base d'une nouvelle analyse de sang.

En considérant la fonction d'onde comme une propriété subjective de l'observateur, et non comme une propriété objective du chat dans l'enceinte, le QBisme résout le paradoxe du chat de Schrödinger. La théorie affirme que, bien sûr, le chat est soit mort, soit vivant, et pas les deux à la fois. Certes, sa fonction d'onde représente une superposition de vivant et mort , mais une fonction d'onde n'est qu'une description de ce que pense l'observateur.

On comprend assez bien que la probabilité de 50 pour cent de tomber sur face en lançant une pièce non truquée signifie que, dans une longue série de lancers, on obtiendra face dans la moitié des cas. Mais comment faut-il comprendre une affirmation telle que « La probabilité qu'il pleuve ce soir est de 60 pour cent » ?

À l'inverse de la probabilité fréquentiste, la probabilité bayésienne est subjective : elle mesure le degré de croyance qu'un événement se produira. Sur la base de cette interprétation, les probabilités attribuées à tel ou tel événement sont sujettes à changement, parce que les degrés de croyance ne sont pas définitifs.

Ch. Fuchs a désormais montré que l'on peut prédire les résultats expérimentaux en utilisant directement des probabilités, sans passer par une fonction d'onde.

Le détail qui change (la seule référence à la théorie quantique dans cette prescription de la façon de calculer les probabilités) est l'intervention de  d , la dimension quantique du système. Ce terme de dimension ne se rapporte pas à la longueur ou à la largeur, mais au nombre d'états qu'un système quantique peut occuper. Par exemple, un électron unique, dont l'état de spin a deux orientations possibles, aurait une dimension quantique égale à 2.


- Enterrer le carbone en déterrant du méthane ?, p44

Du dioxyde de carbone pourrait être massivement stocké dans certains aquifères salins profonds, notamment dans le golfe du Mexique. L'exploitation du méthane contenu dans ces saumures et de leur chaleur assurerait la rentabilité de cette méthode.

Grâce à la configuration géologique particulière de cette région, une énorme quantité de CO2 pourrait être stockée à plusieurs kilomètres de profondeur. Le gaz serait injecté dans des saumures, des fluides chauds et salés que l'on remonterait à la surface avant de les renvoyer dans le sous-sol. Au passage, on y prélèverait du méthane (le principal composant du gaz naturel) et de la chaleur. Pris isolément, ni le stockage ni la production de méthane ou d'énergie géothermique ne sont économiquement viables, mais ils le deviennent quand on les combine.

L'extraction de méthane et de chaleur, combinée avec la dissolution de CO2 dans le fluide, a un solde énergétique positif : le méthane et la chaleur représentent plus d'énergie que ce qui est consommé. Le dispositif pourrait donc être économiquement attractif, même quand le droit d'émettre du carbone ne coûte rien.

Le méthane dissous dans la saumure pourrait être encore plus abondant, malgré une concentration cinq fois plus faible que dans les schistes. Il représentera sans doute la prochaine réserve exploitée.

Stocker une gigatonne de CO2 par an, soit un sixième des émissions actuelles des États-Unis, nécessiterait l'extraction et l'injection de plus de 63 millions de mètres cubes de saumure par jour. Ce débit est élevé, mais pas insurmontable : on pourrait l'obtenir avec environ 100 000 puits (à titre de comparaison, plus d'un million de puits ont été forés au Texas pour le pétrole et le gaz).

Pour le stockage d'une gigatonne de CO2, la quantité de méthane produite serait d'environ 110 milliards de mètres cubes par an, soit environ un sixième de la consommation américaine.

On avait parlé de projets proches comme d'extraire le gaz de schiste avec du co2 et surtout de se servir de l'enfouissement du CO2 pour la géothermie.


La Recherche no 483, Le top 10 des découvertes de l'année


Je ne sais pas comment ils sélectionnent leurs 10 découvertes de l'année mais tous les ans je suis surpris par leur choix qui me semble assez nul (en dehors des faux souvenirs ici).

  1. Les abeilles sauvages, butineuses menacées
  2. Réduire l'écart entre les nombres premiers
  3. Les faux souvenirs ressemblent aux vrais
  4. Curiosity découvre les traces des rivières martiennes
  5. Allaitement et VIH : vers un risque zéro de transmission
  6. Les horloges atomiques montent en fréquence
  7. Alerte électrique chez les plantes
  8. Un temple dévoile le passé d'Angkor
  9. Un poisson fossile bouscule nos origines
  10. Richard III, le « roi sous le parking »

A signaler, dans les brèves, p11, une confirmation que le passage à l'agriculture a été précédé d'une augmentation des populations qui rendait indispensable de pratiquer la culture qui n'est pas une création culturelle comme on veut nous en persuader depuis Jacques Cauvin. (C. Aimé Mol. Biol. Evol. doi:10.1093/molbev/mst156,2013)

 

Technologie


biotechnologies, informatique, robotique

- Un anneau connecté

Le Smarty Ring

Smarty Ring est un anneau connecté, il affichera toutes les notifications de votre téléphone, autour de votre doigt.

Avec ses trois boutons incrustés, vous pourrez accepter ou rejeter un appel entrant, lancer un appel, déclencher l’appareil photo ou contrôler la musique. Smarty Ring est aussi capable d’afficher l’heure et peut vous alerter si vous vous éloignez de votre téléphone.

- Un mini-drone évitant les obstacles grâce à sa vision binoculaire


- Ryno, le monocycle électrique

Le monocycle Ryno

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5 réflexions au sujet de « Revue des sciences janvier 2014 »

  1. Il y a eu un bug avec la newsletter où les parties qui auraient dû être cachées apparaissent avec des traductions automatiques illisibles, etc. Au moins on voit pourquoi je ne peux pas publier en l'état, qu'il faudrait y passer un temps supplémentaire que je n'ai plus.

  2. Alain Gras trouve important dans un article* de ne pas ignorer Ted Kaczynski. Il rappelle que Kaczynski fut surnommé Unabomber par les journalistes. De 1978 à 1996, il avait envoyé des colis piégés qui firent trois morts et vingt-trois blessés. Mais il voulait en finir avec le soi-disant progrès technologique qui « détruit la liberté humaine et conduit nécessairement à la catastrophe ». Il a rédigé en prison « l’effondrement du système technologique ». Alain Gras en retire l’idée principale, à savoir qu’il y a deux sortes de techniques, une technologie cloisonnée et une technologie systémique. La première, qui se développe au niveau de petites cellules circonscrites, jouit d’une grande autonomie et ne nécessite pas d’aide extérieure. La seconde s’appuie sur une organisation sociale complexe, faite de réseaux interconnectés. En ce qui concerne la technologie cloisonnée, aucun exemple de régression n’a été observé. Mais la technologie systémique peut régresser si l’organisation sociale dont elle dépend s’effondre. Ainsi un réfrigérateur est branché pour fonctionner sur un ensemble industriel complexe et une source d’énergie éloignée. Si le système techno-industriel s’effondre, il n’y aurait plus de réfrigération. A ce système macro-industriel s’oppose la technologie cloisonnée, le talent du forgeron ne peut être perdu. Kaczynski insiste sur la fragilité des systèmes techniques compliqués et rappelle que les Romains n’ont laissé que des traces de leurs technologies, aqueducs, routes, chauffage et autre prodiges de leurs fascinant ingénieurs. Tout cela s’effondre au Ve siècle avant Jésus Christ.

    Rendons hommage à Alain Gras. Il a su discerner la méthode violente et inacceptable utilisée par Kaczynski pour promouvoir ses idées et le fond de sa pensée (qui rejoint celle d’Alain), une critique radicale du progrès technique. Il aurait pu ajouter que la différenciation entre techniques appropriées et technologie trop complexe a été déjà abordé par d’autres auteurs comme Mumford qui distingue technique démocratique et technique autoritaire (1962). Teddy Goldsmith, qui s’appuie sur Wolfgang Sax, utilise d’autres termes, techniques « enchâssées » contre techniques « branchées ». En termes plus simples, on peut parler de techniques douces et de techniques dures. Nous aimerions personnellement regrouper ces différentes appellations sous le titre « techniques conviviales » contre « technologie non durable ». De plus l’idée d’effondrement a été abordé par de nombreux auteurs, par exemple Joseph Tainter (l’effondrement des sociétés complexes) ou Jared Diamond (Effondrement - De la disparition ou de la survie des sociétés).

    En résumé, la technique moderne n’est pas la solution, elle est le problème et nous amène à la catastrophe. Mais nous pourrions mettre en place des techniques durables qui nous permettraient de résister localement à la descente énergétique.

    Mensuel la Décroissance, décembre 2013-janvier 2014, page 10 (Des bombes contre la société industrielle)

    • Qu'on en vienne à se réclamer de délires manifestes en dit long sur l'égarement d'une époque submergée par un retour des réactionnaires les plus extrémistes enrôlant d'anciens révolutionnaires on ne peut plus radicaux dans ce retour à l'ordre affolé, aussi touchants que les Islamistes dans leur naïveté. Au moins, on peut dire que les critiques de la technique ne peuvent pas faire autant de mal, n'étant que de vains discours insignifiants face à une évolution technique qui n'en est en rien ébranlée, n'étant pas voulue mais bien subie (malgré la dernière vallée qui résiste encore à l'évolution). La simple compréhension de ce qu'est la technique, et non un concept métaphysique ou moral, suffit à montrer comme ces positions de principe n'ont aucun sens général mais aussi qu'elle n'a certainement pas réduit les libertés par rapport aux sociétés autoritaires et bien plutôt étendues malgré ce qu'on se raconte pour se faire peur et contre l'évidence même.

      C'est bien parce que j'ai pris la critique de la technique au sérieux que j'ai fini par conclure à son inanité, la maîtrise de la maîtrise n'est pas encore à notre portée (si la critique politique ou morale de la technique ne peut avoir qu'une portée limitée, ce qui doit être l'objet d'une critique matérialiste est plutôt le volontarisme lui-même, son autoritarisme). Il n'y avait pas besoin d'aller chercher un illuminé pour distinguer comme Illich le faisait les outils conviviaux des monopoles radicaux, ou Gorz les techniques autonomes ou hétéronomes devant l'impossibilité de condamner la technique en tant que telle (comme le faisait Heidegger). Il s'est avéré que même cette voie raisonnable n'a servi à rien. Pire, il y a eu expérimentation de ces théories dans la Chine maoïste et le résultat a été rien moins que catastrophique. On est donc bien dans les discours détachés de la réalité et des enjeux actuels qui sont au contraire de faire face à cette révolution technologique on ne peut plus perturbante et bousculant tous nos anciens repères. Il y a du travail mais pas dans un retour en arrière qui n'est qu'énergie gâchée nourrissant les dérives les plus sombres du moment, c'est le futur qu'on a en charge et il sera essentiellement numérique qu'on le veuille ou non avec les nombreux problèmes que cela pose et qu'il faudra bien régler, tout comme il faudra une agriculture écologique, avec des techniques plus douces et biologiques, on n'a pas le choix, des produits plus durables en open source qu'on peut reproduire dans des fablabs ou des farmlabs, technologies douces qui nous tombent dessus plus qu'on ne les a choisies (même s'il a fallu des initiateurs pour les vouloir) mais, en tout cas, les incantations n'y feront rien (ni les bombes ou sabotages).

  3. Je viens de lire l'article sur le QBisme et en suis ressorti très déçu, on n'y trouve rien de probant. Que la fonction d'onde ne soit "qu'un outil permettant à l'observateur de calculer ses croyances personnelles", comme Born le soutenait, ne lève pas les paradoxes qu'expriment ces croyances, en particulier la superposition des états. Le QBisme prouve seulement que la physique quantique n'est pas irréaliste, ce que l'on savait déjà.

    Un chat de Schrödinger, pour reprendre l'inusable exemple, peut être à la fois mort et noir, vivant et roux, mais pas mort et vivant. Qu'il soit "probablement mort" et "probablement vivant" n'implique pas qu'il soit "probablement mort et vivant", alors que l'interprétation quantique dit qu'il est même "nécessairement mort et vivant" tant que l'on n'a pas ouvert la boîte. En quoi le fait de retrouver les mêmes résultats expérimentaux lèverait-il les paradoxes ? Ma démonstration n'est peut-être pas convaincante, mais l'article ne l'est pas non plus, loin de là.

    • Oui, je le dis. Ces réinterprétations témoignent malgré tout des incertitudes de la théorie. On pourrait objecter aussi le paradoxe EPR d'une corrélation entre particules intriquées qui n'est plus probabiliste mais bien déterministe. Cependant la physique a ce don de contredire nos certitudes et j'ai renoncé depuis longtemps à m'imaginer savoir qui a raison en ce domaine même si je donne mon avis non autorisé, juste pour situer la question.

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