Les membres de l’Afas publient régulièrement des notes de lectures. Elles sont à retrouver ici.
Alain Schärlig
(EPFL Press, 2022, 208 p. 18,90€)
L’addition, la soustraction, la multiplication, la division nous paraissent aujourd’hui bien triviales. Elles ne l’étaient pas en l’an mil, loin s’en faut. Nous le découvrons avec Alain Schärlig, spécialiste de l’histoire du calcul, qui consacre son dernier livre à un acteur-clé de cette histoire, Gerbert d’Aurillac.
Né vers 950 dans le Cantal, Gerbert est «offert» par ses parents au monastère d’Aurillac, qui se charge de son éducation. Jeune homme, il poursuit ses études à Vich, sous la protection du comte de Barcelone, dans cette zone du Nord de l’Espagne reconquise par Charlemagne, après un siècle d’occupation arabe. Dans les bibliothèques abondent les traductions latines de textes arabes, eux-mêmes parfois traduits du sanskrit ou du persan. Gerbert y acquiert une culture scientifique inégalée chez les chrétiens d’Occident. On le retrouve à Rome, où il est précepteur et ami du fils de l’empereur germanique Othon. Le roi de France Lothaire le fait venir à Reims : il devient «écolâtre», ou professeur à l’école cathédrale, sorte d’université avant la lettre. Sa renommée se répand «à travers les Gaules et l’Italie». Homme politique de talent, artisan de l’accession d’Hugues Capet au trône, Gerbert devient archevêque de Reims et deuxième personnage de France. Il sera finalement pape en 999, sous le nom de Sylvestre II. Il meurt à 53 ans en 1003.
L’astronomie est son domaine scientifique favori. Durant ses années d’enseignement, il fabrique à des fins pédagogiques des sphères, en bois plein ou armillaires. Il maîtrise l’art de construire le cadran solaire et son équivalent nocturne, le nocturlabe, dont il est un des pionniers, ainsi que l’astrolabe, qui mesure la position des étoiles.
Pour ses calculs d’astronomie, Gerbert a besoin d’outils nouveaux, l’équivalent d’une nouvelle calculette. Nous voici au cœur du sujet ! A cette époque, dans le monde chrétien, on utilise encore les chiffres romains, écrits en minuscules liées. Ainsi, le nombre 3867 s’écrit mmmdccclxvii. Il est impossible de faire un calcul écrit avec cette notation. D’où l’usage d’abaques, hérités des Grecs et des Romains : on place des cailloux ou des jetons dans des colonnes, chacune correspondant à une valeur, par exemple 1, 10, 100. On réalise additions et soustractions en déplaçant les jetons. Multiplications et divisions sont quasi impossibles C’est pour réaliser ces deux opérations que Gerbert développe un nouvel abaque. Il utilise des jetons qui sont marqués d’une valeur de 1 à 9. Alain Schärlig en explique le fonctionnement. Il procède par étapes et s’appuie sur de nombreux dessins explicatifs. Le nouvel «abaque de Gerbert» donnera un nouvel élan aux calculs en astronomie.
Au même moment, dans le monde arabe, les techniques de calcul sont beaucoup plus avancées. Dès le IXe siècle, à partir de techniques venues d’Inde, les savants de Bagdad mettent au point un système de neuf chiffres. Puis ils adoptent le zéro. Dès lors, c’est la position du chiffre dans le nombre qui indique sa valeur. Ainsi, 305 signifie 3 centaines, 0 dizaine et 5 unités. Avec cette numération par position, colonnes et abaques ne sont plus nécessaires. On passe au calcul écrit, beaucoup plus efficace.
L’influence arabe sur Gerbert est indéniable. Il utilise, par exemple, les chiffres arabes pour marquer ses jetons. Il est d’ailleurs le premier chrétien connu à le faire. Mais il n’adopte pas le zéro, manquant ainsi l’occasion de faire entrer l’Occident, dès l’an mil, dans le monde merveilleux du calcul écrit. Est-ce par ignorance ? ou par autocensure, de peur d’être associé au zéro et donc perçu comme diabolique par l’Eglise ? Schärlig analyse les arguments de chaque hypothèse et juge plus vraisemblable celle de l’autocensure. Incroyablement, l’Europe chrétienne attendra encore deux siècles avant l’introduction (très lente) du zéro, de la numération de position et du calcul écrit !
Gerbert n’a pas échappé au soupçon de lien avec le diable. «Gerbert, ce petit paysan, ne pouvait avoir été pape et éminent savant qu’avec l’appui du diable», résume un biographe. A l’ouverture de son tombeau en 1648, on demande s’il n’a pas les pieds fourchus ! Dans son Histoire de France (1833), Michelet décrit la mort de Sylvestre II : «le diable se présente et réclame le pape».
Ce petit livre se lit facilement. Le lecteur tentera de faire abstraction de ses propres connaissances modernes pour bien apprécier les performances de ces abaques d’un autre âge.
On découvre quelques aspects de la vie de cette fin de millénaire comme les jeux politiques, les débats contradictoires, l’enseignement universitaire, la surprenante diversification des chiffres arabes, l’acheminement du courrier (assuré par les moines), les itinéraires Reims-Rome (durée : 2 mois) et le choix des cols alpins !
Un livre pour les passionnés d’histoire des sciences et les curieux.
Pierre Laffitte
(Presse des Mines, 2021, 287 p. 25€)
Pierre Laffitte, le père de Sophia Antipolis et un ingénieur au Sénat
Pierre Laffitte est né en 1925 à Saint-Paul-de-Vence. Si son père était un artiste peintre, on trouve nombre d’ingénieurs dans sa généalogie. Il en est ainsi d’un ingénieur des mines qui a travaillé avec Georges Claude, d’un X-Mines, d’un ingénieur du corps des poudres et d’un ingénieur des ponts et chaussées. Après une scolarité primaire marquée par Célestin Freinet, il poursuit ses études au lycée Masséna de Nice. Mention très bien au baccalauréat, premier prix au concours général de mathématiques, il entre second à Polytechnique en 1945, suivant le même chemin que ses aïeux. Là, il suit, entre autres, les cours de Louis Leprince-Ringuet. Il s’y retrouve même en prison, pour avoir fait le mur, y rejoignant un certain Valéry Giscard d’Estaing qui y est pour la même raison ! A sa sortie de l’X en 1948, son rang lui permet d’entrer dans le corps des mines.
A sa sortie de l’Ecole, Pierre Laffitte est affecté au service de la carte géologique de la France. On le charge ensuite de transformer le Bureau de recherches géologiques et géophysiques (BRGG) en établissement public industriel et commercial (EPIC). Le BRGG devient alors le BRGGM où le M correspond à minières. A partir de 1958, on regroupe les organismes de recherches géologiques et minières pour créer l’actuel BRGM. Pierre Laffitte devient le directeur de l’un de ses sous-ensembles et est reconduit dans ses fonctions de responsable du service géologique national.
En 1963, il devient directeur de la recherche et de la formation des ingénieurs du corps des mines à l’Ecole des mines de Paris. En 1967 il y crée ARMINES, association privée de recherches contractuelles en France, équivalent aux instituts Fraunhofer allemands. C’est à cette époque qu’il initie la Conférence des grandes écoles pour contrebalancer la Conférence des présidents d’universités.
Au printemps 1968, Pierre Laffitte constate l’échec de la délocalisation d’une nouvelle université dans une zone isolée, mal desservie par les transports en commun : l’université de Nanterre voit le jour, elle sera le lieu des premiers désordres de 1968. Constatant par ailleurs que le Quartier latin ne pouvait plus héberger de nouvelles écoles ou d’universités, il imagine créer un «quartier latin aux champs», lieu de «fertilisation croisée» et d’innovation réunissant universités, centres de recherche et entreprises, situé dans un lieu ne manquant pas d’espace et bien desservi. Après avoir tenté l’aventure autour de l’Ecole polytechnique (qui s’installait à Saclay) et à Orléans, il décide d’installer sa technopole sur le plateau de Valbonne dans le sud de la France. Il crée pour ce faire l’association Sophia Antipolis et, en 1970, le GIE SAVALOR, groupement d’intérêt économique qui sera la structure opérationnelle du futur parc. Par la suite, en 1984, il crée la Fondation Sophia Antipolis, qui prend la responsabilité de l’animation et de la promotion de la technopole. Actuellement, Sophia Antipolis est la première technopole d’Europe et comporte 2500 entreprises, 38 000 salariés, 4500 chercheurs et 55 000 étudiants.
Parallèlement, en 1971, Pierre Laffitte devient suppléant du sénateur des Alpes-Maritimes, Francis Palmero, qu’il remplace à cette fonction à son décès en 1985. Au gré des réélections, il restera sénateur jusqu’en 2008. Là, en tant qu’ingénieur, il va piloter ou participer à de très nombreux rapports sénatoriaux : sur l’avenir des télécommunications, la télévision éducative, l’intérêt du véhicule électrique, les réseaux grands débits, la culture scientifique, les apports de la science et de la technologie au développement durable, la réhabilitation de la science...
En 2009, le Président Sarkozy va lui demander de développer l’innovation dans l’espace euro-méditerranéen dans le cadre de l’Union pour la Méditerranée.
Outre ses passions pour la science et la technologie, Pierre Laffitte, depuis son enfance, aime la nature et son village de Saint-Paul, ce qui l’a conduit à créer une association pour faire renaître une culture vinicole oubliée : les vins des Baous.
Pierre Laffitte est décédé le 7 juillet 2021, trois semaines après avoir terminé ses mémoires, qui ont été publiées aux Presses des Mines sous le titre L’action est la sœur du rêve.
Pour terminer, citons-en un extrait : «En cette période troublée, je déplore que dominent des croyances, des avis dénués de tout esprit critique ou des analyses erronées. Que des pensées complotistes alimentées par des «fake news» abondamment relayées par les réseaux sociaux discréditent tout débat solidement étayé par une culture scientifique et technique solide. L’ultracrépidarianisme, tendance de certaines personnes à s’exprimer sur des sujets qu’elles ne connaissent pas, est manifestement en expansion, non seulement à la télévision, mais sur les réseaux sociaux.»
En sa mémoire, l’Ecole des mines de Paris a donné son nom au campus sophipolitain de l’Ecole.
André Maeder
(EDP Sciences, 2023, 190 p. 19€)
Au départ, il y a la question qui tue, celle que posa le docteur Richard Bentley à Isaac Newton en 1692 : «Puisque les masses de l’Univers s’attirent entre elles, pourquoi ne se sont-elles pas rassemblées en une seule masse ?». Cette énigme, qui a traversé les siècles, est le fil conducteur choisi par l’astrophysicien genevois André Maeder pour écrire l’histoire de la cosmologie depuis Newton.
Durant la peste de 1665, Newton, exilé à la campagne, a l’intuition de l’attraction universelle : la Lune qui tourne et la pomme qui tombe obéissent à la même loi. Vingt ans plus tard, il publie Les Principia (1687), un chef d’œuvre absolu.
Les quatre lettres de Newton à Bentley sont peu connues et leur analyse détaillée par Maeder constitue la partie la plus originale de son livre. Newton se révèle un remarquable cosmologue : il suppose un espace infini et explique brillamment le mécanisme de la formation des étoiles, tout en attribuant parfois un rôle à la puissance divine. Il juge «absurde» le concept de l’action à distance, qui est pourtant au cœur de sa théorie.
La mécanique de Newton a été boudée en France, alors que planait encore la figure tutélaire de Descartes. On devra attendre soixante-douze ans avant la traduction française des Principia, par Emilie du Châtelet.
En 1887, à la stupéfaction générale, les expériences de Michelson et Morley révèlent que la vitesse de la lumière est une constante, quelle que soit la vitesse de la source. C’est l’origine de la théorie de la relativité restreinte d’Einstein (1905). L’espace et le temps sont irrémédiablement liées dans le concept révolutionnaire d’espace-temps. Dans la relativité générale (1916), la gravitation exercée par un corps courbe l’espace-temps en son voisinage et forme une sorte de puits dans lequel les objets extérieurs, y compris la lumière, sont attirés.
Einstein se fait cosmologue et applique la relativité générale à l’Univers entier (1917). Il croit en un Univers stable et fini. Mais ses équations mènent à un effondrement et le voici ramené à la question de Bentley de 1692 ! A contrecœur, Einstein décide d’ajouter une «constante cosmologique» répulsive, appelée Lambda, pour stabiliser son modèle. Le jeune Russe Alexander Friedmann démontre que ces équations conduisent en fait à une grande variété de modèles instables, en contraction ou en expansion selon la densité de l’Univers (1922). Rejet d’Einstein, à tort. En 1927, le chanoine belge Georges Lemaître annonce que l’Univers est en expansion. Nouveau rejet d’Einstein qui lui lance : « Votre physique est abominable !». En 1929, l’Américain Hubble établit la loi de l’expansion (rebaptisée loi de Hubble-Lemaître... en 2018 !). Devant l’évidence, Einstein renonce à son modèle statique et supprime Lambda de ses équations (1930).
Coup de théâtre en 1964. On découvre par hasard un rayonnement quasi uniforme qui enveloppe tout l’Univers. Il s’agit de l’énergie résiduelle du «Big Bang» (nom donné ironiquement par les sceptiques), que Friedmann et Lemaître avaient théorisé et qui se trouve ainsi confirmé. Ce rayonnement fossile garde l’empreinte des premiers évènements et constitue une mine d’informations.
Dans les années soixante-dix, on détecte une anomalie de taille : les étoiles situées en périphérie de leur galaxie se déplacent à des vitesses si grandes qu’elles devraient théoriquement être éjectées. Ce phénomène ne s’explique que par la présence d’une masse de matière invisible, inconnue, ou «matière noire».
En 1998, nouveau coup de théâtre : l’expansion de l’Univers est en accélération ! Dès lors, on réintroduit dans les équations la fameuse constante Lambda, ajoutée puis supprimée par Einstein. L’énergie associée, de nature inconnue, est appelée «énergie noire».
Matière et énergie noires représentent respectivement 26% et 69% de la masse-énergie de l’Univers. Aussi incroyable que cela puisse paraître, ce sont donc 95% de notre Univers observable qui nous sont totalement inconnus ! Un constat troublant, malgré les incontestables progrès réalisés depuis Bentley. Une nouvelle théorie est demandée d’urgence. Le télescope spatial James Webb, lancé de Guyane en 2021, pourrait-il en donner les clés ?
Cette histoire très technique a aussi ses épisodes bien humains : le rôle capital de Halley dans la publication des Principia, les moqueries à l’égard d’Einstein pour ses faiblesses mathématiques et l’aide qu’il a demandée à Grossman, la reconnaissance tardive de l’abbé Lemaître, son désaccord avec le pape, l’humour d’Eddington : «Est-il vrai que seulement trois personnes dans le monde comprennent la relativité ?". Il répond : «Je ne vois pas qui est la troisième».
Le style est simple, les explications sont accessibles, avec quelques inévitables passages ardus. Comme le souhaite André Maeder, le lecteur connaîtra probablement, à son niveau, cette «joie de la pensée» qui était chère à Einstein.
Stéphan Jacquet, Anne-Claire Baudoux, Yves Desdevises, Soizick F. Le Guyader
(Quae, 2023, 110 p. 18€)
La question posée en titre contient déjà le propos porté par les quatre auteurs de cet ouvrage.
Depuis leur découverte, il y a une centaine d’années, puis leur visualisation grâce au microscope électronique, les virus ont été avant tout considérés comme des agents pathogènes des cellules animales ou des cellules végétales ou même des bactéries. Ces dernières années, les nouvelles techniques de métagénomique ont permis de montrer la grande diversité des virus, notamment marins puisque c’est le propos des auteurs, respectivement directeur de recherche à l'Inrae, chargée de recherche au CNRS, directeur de l’Observatoire océanologique de Banuyls-sur-mer et directrice de recherche à l'Ifremer.
Publié aux éditions Quae, cet ouvrage ne diffère pas des autres ouvrages de la collection. Il offre, en un peu plus de cent pages, un propos scientifique de base, également très actuel, et écrit pas des spécialistes du domaine. Il se termine par une belle bibliographie, pourtant qualifiée de succincte. Son propos traite uniquement des virus marins, virus des mers et des océans, mais la richesse et les rôles de ces virus sont aussi déclinables aux virus des eaux douces.
Le livre comprend six chapitres, constitués de quelques pages comme celui consacré aux applications concrètes de ce type d’études ou de plus de vingt pages comme celui consacré à leurs rôles.
La mission Tara Océans (https://fondationtaraocean.org) a permis de révéler la très grande diversité des virus marins (pour exemple, 200 000 populations de virus à ADN à prédominance double brin ont été isolées dans le virome océanique). Les communautés virales sont liées aux caractéristiques environnementales des milieux, température et oxygène. Certes leur répartition est diversifiée, mais en moyenne il y a entre 108 et 1011 particules virales par litre d’eau de mer, les bactéries y étant 5 à 25 fois moins nombreuses.
Même si la connaissance des rôles des virus au niveau des écosystèmes et de leur réponse au changement climatique nécessite des observations in situ, d’autres rôles sont mieux documentés. Ainsi ceux réalisés dans les grands cycles biogéochimiques, dans les microbiotes des êtres marins, poissons, corail, méduses.., dans la diversité génétique du monde cellulaire grâce à la transduction, ou comme agents de mortalité des bactéries et du phytoplancton notamment.
Le dernier chapitre aborde des grandes questions comme : les virus sont-ils des êtres vivants ? les virus marins peuvent-ils être dangereux pour l’homme, voire, les virus sont-ils bons pour leurs hôtes ?
Découvrez les réponses apportées par les auteurs dans cet ouvrage qu'on a grand plaisir à parcourir. Toutefois, sans être réservée aux virologistes, sa lecture nécessite de maîtriser de bonnes connaissances assez transversales en biologie.
Sous la direction d'Ursula Bassler
(CNRS Editions, 2022, 336 p. 24€)
Cet ouvrage collectif dirigé par Ursula Bassler, directrice adjointe de l'IN2P3 (Institut national de physique nucléaire et de physique des particules), présente la physique des infinis, de l’infiniment grand à l’infiniment petit.
En six grands chapitres, il nous fait parcourir tout d'abord le vide, finalement pas si vide que ça ! Ensuite nous est présentée l'antimatière, qui répond à une physique encore à découvrir. Le troisième chapitre traite de la masse : quelle est sa nature ? qu'est ce qui constitue ce qui nous entoure ? Le chapitre 4 est consacré aux protons et neutrons, qui fondent notre Univers. Le chapitre 5 présente les outils, souvent gigantesques, qui ont permis de détecter les preuves de l'existence de l'infiniment petit. Enfin le chapitre 6 décrit les applications concrètes nombreuses de cette physique des infinis.
L'ouvrage est superbement illustré de magnifiques photographies et de schémas didactiques. Il faut cependant un bon niveau en physique pour accéder aux différentes notions et raisonnements présentés dans le livre, mais on est là aux frontières avancées des connaissances d'aujourd'hui, ce qui mérite un certain effort intellectuel !
Marie-Christine de La Souchère
(Ellipses, 2022, 192 p. 22€)
La radioactivité n’a pas bonne réputation. Invisible et mystérieuse, elle évoque des images sombres de maladie et de destruction. Marie-Christine de La Souchère entend démystifier le sujet et donner au lecteur les moyens de se forger une opinion raisonnable. Le plan du livre est simple : la découverte, le fonctionnement, les applications, l’environnement.
Paris est le berceau de la radioactivité. Trois savants exceptionnels ont partagé le prix Nobel de 1903 : Henri Becquerel, le découvreur (1896), Marie et Pierre Curie, les maîtres du radium. A Montréal, à l’Université Mc Gill, Ernest Rutherford a réalisé les expériences explicatives décisives (1902).
Le radium a immédiatement suscité un engouement incroyable auprès du public. On le trouve dans les médicaments, la layette, les appâts pour la pêche, les crèmes de beauté, les ceintures amincissantes, les suppositoires pour «rendre aux hommes leur virilité». La fièvre retombe lorsque le produit magique s’avère dangereux (1920, scandale des «Radium Girls»).
Le mécanisme de la radioactivité est fascinant. Dans tout noyau d’atome s’opposent les forces électriques répulsives des protons et la force attractive nucléaire liant protons et neutrons.
S’il y a déséquilibre, le noyau est radioactif. Il éjecte des particules et se transforme en un autre élément «fils», avec forte production d’énergie. Etrangement, le moment de cette désintégration spontanée est totalement aléatoire. Et pourtant c’est selon une courbe précise que la population des noyaux décroît dans le temps (la hauteur de mousse dans un verre de bière suit la même courbe exponentielle !). La demi-vie d’un radioélément est le temps au bout duquel il ne reste que la moitié de ses noyaux initiaux.
Si l’élément fils est lui-même radioactif, le processus se répète. Ainsi l’uranium 238 (demi-vie : 4,5 milliards d’années) mute en thorium 234, qui lui-même se transforme pour aboutir, après quatorze mutations, au plomb 206, non radioactif. Une véritable «alchimie naturelle» !
Les applications de la radioactivité dans de multiples disciplines constituent la partie la plus originale du livre. En voici quelques exemples : la datation au carbone 14 (demi-vie : 5740 ans) a été corrigée et l’âge des premières peintures rupestres de Lascaux est passé ainsi de 17 000 à 21 000 ans. Selon une datation au samarium, la doyenne des roches terrestres serait au Québec (4,28 milliards d’années).
La radioactivité modifie la couleur des diamants naturels, pour le bonheur des faussaires. Source constante d’énergie, elle alimente les missions spatiales depuis Apollo jusqu’aux robots martiens. Elle se fait «mouchard des mers» en traquant les rejets des usines. Elle piège les séquences d’ADN recherchées par les biologistes. Par son rayonnement destructeur, elle réduit les tumeurs cancéreuses, et ce dès 1925. Elle dévoile nos activités cérébrales en 3D (tomographie). Elle démasque des faux en peinture grâce au «pic de la bombe», celui du taux de carbone 14 dans l’air en 1965. Et elle a même stérilisé une momie (Ramsès II).
Les radioéléments peuvent provoquer des lésions graves aux organismes, notamment en cas d’ingestion ou d’inhalation. Certains se fixent sur leur organe préféré, comme l’iode 131 sur la thyroïde. Et de façon plus sournoise, ils bousculent l’ADN des cellules, entraînant un risque de cancer d’autant plus haut que la dose reçue est intense.
Nous sommes tous plongés en permanence dans une soupe de radioactivité naturelle provenant des rayons cosmiques de l’espace, des radioéléments de l’écorce terrestre, de l’air, de l’eau et des aliments. Le radon, descendant gazeux de l’uranium, émane du sol ; il est la deuxième cause de cancer du poumon après le tabac.
Les essais nucléaires du XXe siècle ont engendré des radioéléments encore présents sur le globe. Les vents qui viennent du Sahara sont porteurs de césium 137. L’auteure relate en détails les accidents de Tchernobyl et de Fukushima. En France métropolitaine, toutes ces retombées sont largement en deçà des normes.
Les déchets radioactifs des centrales nucléaires les plus problématiques sont les «actinides mineurs», car non recyclables, non transmutables, à haute activité, et à longue durée de vie, que l’auteure ne chiffre pas (il s’agit de milliers d’années). Mais elle avertit : «Ils constituent une réelle menace pour l’humanité». La seule solution est d’enfouir profondément ces déchets dans le sol. C’est ce que l’on envisage de faire dans le nord de la France.
Lorsque l’on referme ce livre, on a le sentiment d’avoir fait le tour de la question. Les informations sont claires et factuelles, selon la devise annoncée en préface : «ni apologie, ni condamnation». Chaque chapitre est prolongé d’une bibliographie «pour aller plus loin». L’approche historique régulière et l’ouverture sur de multiples disciplines scientifiques renforcent l’intérêt de l’ouvrage.
Anne-Cécile Dagaeff et Agatha Liévin-Bazin
(Belin, 2022, 256 p. 19,90€)
Les deux jeunes autrices, diplômées en comportement animal, se déclarent être «des passionnées de bestioles». Sensibilisées à la médiation scientifique, leur objectif annoncé est d’amener un large public à s’intéresser aux sciences. Dans cet ouvrage, elles scrutent le monde imaginaire d’Alice et nous en offrent un regard nouveau, nourri par mille anecdotes scientifiquement étayées.
Saviez-vous qu'Alice aux pays des merveilles est l’un des livres les plus connus au monde ? Edité en 1865, Lewis Caroll lui a donné une suite en 1871 avec De l’autre côté du miroir.
Cette présente analyse, d’un genre inédit, s’articule en deux parties : la première partie s’emploie à détailler l’extraordinaire diversité du bestiaire du monde d’Alice, la seconde partie est dédiée aux comportements de ses habitants, si singuliers. Le plaisir de se replonger dans l’épopée merveilleuse d’Alice imaginée par Charles Dogson (alias Lewis Caroll) nous guide en fil directeur d’une succession d’anecdotes scientifiques précises et fouillées. La gageure de ce livre est de faire correspondre le merveilleux à des données scientifiques ou historiques. Ainsi est d’emblée commenté le sourire si réputé des chats de Chester (Cheshire, région d’origine de Charles Dogson)!
Dans la première partie, il est d’abord question des métamorphoses et des transformations qui surviennent tout au long du parcours agité d’Alice, ceci en parallèle à certains phénomènes connus dans la nature.
Par exemple, nous voilà plongés dans les descriptions des extraordinaires possibilités de camouflage de l’oiseau petit-duc à face blanche et surtout avec les modifications du blob, cet organisme unicellulaire qui n’appartient ni au règne animal ni au végétal et qui change de taille pour explorer l’infini de son territoire.
Nous apprenons aussi que le dodo, cet animal mythique, s’est fait connaître à une échelle mondiale grâce au succès d’Alice aux pays des merveilles. En fait, cet oiseau qui disparut au XVIIe siècle a encore ses reliques les mieux conservées dans un musée à Oxford, où Charles Dogson était professeur de mathématiques.
La deuxième partie commente ce fameux tea party de folie avec le lièvre de mars et le chapelier. Le dérèglement comportemental de ces deux personnages pourrait s’expliquer pour l’un, par la période particulière de reproduction des lièvres en mars, et pour l’autre, par les méthodes de fabrication du feutre des chapeaux à base de mercure pouvant occasionner des incidences neurologiques.
L’attitude de la chenille fumant la pipe, en complet désintérêt du monde alentour, renvoie à une présentation des substances psychotropes et en particulier à celle de l’opium, très à la mode à la fin du XIXe siècle.
Les roses, le thé, ces affinités et occupations so British ont droit aussi à des descriptions historiques et scientifiques très détaillées et intéressantes.
Plus loin, l’hypothèse émise par la reine rouge dans De l’autre côté du miroir : «il faut courir de toute la vitesse de ses jambes pour rester là où on est» ferait allusion aux découvertes contemporaine de Darwin et à la théorie de l’évolution. Si l’on reste en place dans un monde qui bouge, on disparaît.
Pour conclure, il s’agit d’un joli livre très bien écrit, avec une approche scientifique du vivant très originale en forme de patchwork coloré et attractif, digne d’un nouveau cabinet de curiosités du XXIe siècle. La mission de médiation scientifique annoncée par les deux autrices est parfaitement accomplie. Ce livre offre en outre aux lecteurs intéressés de nombreuses pistes pour en savoir plus sur cette nature dont la fragilité inquiète.
A noter que, même si toutes ces interprétations et données scientifiques nous en donnent une nouvelle et captivante lecture, le merveilleux d’Alice demeure hors de toute atteinte !
Tim James
(Dunod, 2022, 232 p. 19,90€)
Tim James est un vulgarisateur scientifique à succès, réputé pour sa verve et son humour. Dans son dernier livre, il s’attaque à un sujet à priori un peu désuet : l’atome et le tableau périodique des éléments, «cette chose hideuse qui devait probablement pendouiller» au mur de la classe.
On démarre en 1669 avec un certain Brandt qui découvre le phosphore en faisant bouillir de l’urine. Il révèle ainsi qu’un élément chimique simple peut se cacher dans un corps composé très différent. Lorsque Lavoisier identifie les composants de l’eau et de l’air (1780), une véritable course aux nouveaux éléments est lancée. Le Britannique John Dalton, quaker autodidacte, observe que ceux-ci se combinent exclusivement dans des rapports simples. Il en déduit qu’ils sont constitués d’«atomes» indivisibles (1808).
Depuis toujours, on a cherché à classer les éléments. Empédocle en identifie quatre : l’air, la terre, l’eau et le feu. Lavoisier classe trente-trois éléments dans quatre catégories. En 1869, le Russe Mendeleïev range soixante-six éléments dans un tableau selon leur masse atomique croissante. Tous ceux qui tombent dans une même colonne sont chimiquement semblables. Pour obtenir cette périodicité, Mendeleïev a eu le génie d’inclure des éléments hypothétiques encore inconnus. Leur découverte ultérieure assurera sa gloire et la consécration de son tableau.
L’atome imaginé par Dalton s’avère divisible : J.J. Thompson découvre les électrons (1897). Son modèle d’atome baptisé «flan aux pruneaux» est taillé en pièces par le Néo-Zélandais Rutherford avec sa fameuse «expérience de la feuille d’or» (1910) : l’atome, c’est un noyau central, des électrons périphériques et 99% de vide.
En 1932, on savait que les atomes étaient tous constitués des trois mêmes particules : les protons, les neutrons (formant le noyau) et les électrons. Comment dès lors expliquer que les éléments présentent des propriétés chimiques aussi différentes ? Ainsi le brome, liquide mauve qui embrase le métal, et le krypton, gaz incolore inerte, ne différent que par un proton et un électron. La réponse à ce mystère est dans la mécanique quantique, nous annonce Tim James. L’équation de Schrödinger (la seule du livre), qui définit non pas des orbites précises d’électrons mais des zones de probabilité, appelées orbitales, «où un électron a le plus de chance de se trouver». (1926). Celles-ci sont de formes variées : «sphères», «haltères», «paquets de ballon». Chaque élément voit ses propriétés chimiques expliquées par son orbitale. Le tableau de Mendeleïev est réaménagé en conséquence (1945). L’auteur le passe en revue avec son style imagé : à chacune des dix-huit colonnes correspond une famille d’orbitales. Il explique pourquoi les métaux sont conducteurs, le mercure liquide («l’excentrique»), le bore cristallin, le fluor violent («égoïste»), les gaz nobles peu réactifs («les snobinards»).
Les électrons peuvent danser sur leurs orbitales, l’élément reste inchangé. Ce n’est plus le cas lorsqu’on touche au noyau. L’auteur raconte comment Rutherford a fait la une des journaux en 1919 en transformant de l’azote en carbone, réalisant ainsi la première transmutation de l’histoire et le vieux rêve des alchimistes.
Lorsque le noyau est grand, il est instable : il éjecte alors des particules, il est radioactif. Dans certaines conditions, il se casse en deux : c’est la fission, le fondement de la bombe atomique et des centrales nucléaires ; elle fut découverte en 1938 grâce aux travaux de l’Autrichienne Lise Meitner, ce qui valut un prix Nobel... à son partenaire masculin, s’indigne un Tim James sarcastique.
Autre femme scientifique oubliée et réhabilitée par l’auteur : l’astronome américaine Cecilia Payne-Gaposchkin, auteure de «la thèse la plus brillante jamais écrite en astronomie» (1925), sur la composition des étoiles, d’où proviennent tous nos atomes terrestres.
Le tableau des quatre-vingt-douze éléments naturels est complété en 1940 avec l’astate, dont il n’existe qu’un gramme sur Terre ! En cette même année, l’homme devient démiurge et crée le premier élément artificiel, le neptunium, suivi par le plutonium. Vingt-six éléments artificiels seront ainsi créés, avec des applications militaires, médicales et industrielles, le dernier en 2016. Peut-on aller plus loin ? Les avis sont partagés.
L’auteur multiplie les sujets connexes parfois inattendus, comme le découvreur méconnu de l’électricité, Stephen Gray, ou la formule chimique du corps humain, sa combustion spontanée, la force des piments, les poisons, la radioactivité de la banane.
Devant ce foisonnement, il se peut que le lecteur peine parfois à se concentrer sur le sujet principal. Mais le style, alerte et enjoué, rend la lecture plaisante, tout en restant instructive. Le cœur de la présentation est techniquement solide et largement à la portée d’un non-initié. Ne boudons pas notre plaisir. Science et divertissement peuvent très bien cohabiter.
Eric Darrouzet, Vincent Albouy
(Quae, 2022, 152 p. 23,50€)
Cette collection «Les carnets de sciences», aux éditions Quae, répond bien à l'objectif de s’adresser à un large public soucieux d'«acquérir une culture scientifique». Plusieurs de ses ouvrages ont fait l’objet d’une note de lecture par l'AFAS (notamment Le peuple microbien).
Ce dernier livre, Les secrets de la communication animale, est écrit par deux auteurs, Eric Darrouzet, enseignant chercheur, spécialiste des frelons et des termites, et Vincent Albouy, entomologiste attaché au Muséum national d'histoire naturelle de Paris. Il est découpé en six chapitres, tous illustrés par des photos remarquables et nombreuses et un schéma sur les composés sémiochimiques. Ils sont introduits par cinq à six lignes résumant leur propos.
Les thèmes ne sont pas nouveaux mais leur traitement synthétique et suffisamment précis apporte un contenu scientifique très actuel. On peut citer l’exemple de la communication chimique bactérienne, ou, dans le chapitre «Communiquer pour se nourrir», celui du parasitisme acoustique, signalé pour la première fois par l’entomologiste américain William Cade en 1975.
Dans le chapitre «La communication pour survivre», la communication entre espèces est abordée ; elle présente les signaux communs qu’étourneaux et singes vervets ont appris à reconnaître dans un milieu naturel très bruyant, où les informations sonores sont très nombreuses.
Le dernier chapitre, «Les sociétés animales, un monde de communications», traite entre autres de la nécessité pour les espèces sociales de communiquer pour collaborer. La comparaison des termitières avec les pyramides d’Egypte est osée, mais elle souligne que «ce sont les sociétés les plus nombreuses et les mieux organisées qui peuvent mobiliser les forces suffisantes pour bâtir des constructions complexes».
Les très nombreux exemples traités dans cet ouvrage sur la communication dans le monde animal témoignent de la connaissance scientifique que nous en avons, mais il reste encore beaucoup à découvrir. La question est aussi posée de l’approche nouvelle de cette communication : échanges entre l’émetteur des signaux et son ou ses récepteurs, ou bien système éminemment égoïste permettant l’adaptabilité de cet émetteur à son environnement ?
Le dernier paragraphe de la conclusion ouvre sur un nouveau champ de la communication dans le monde vivant, celui de la communication entre les plantes, champ plein de promesses.
Yannick Béjot
(Ellipses, 2022, 152 p. 14,50€)
Ce livre est dédié aux nombreux patients victimes d'AVC (accident vasculaire cérébral) que le Pr Yannick Béjot a soignés dans le service hospitalo-universitaire de neurologie du CHU Dijon Bourgogne.
Il s’inscrit dans une actualité puisque chaque 29 octobre a lieu la journée mondiale des AVC.
En 100 questions/réponses traitées sur environ une page pour chaque, organisées en une quinzaine de chapitres répartis en cinq parties, le point est fait sur :
– les généralités,
– reconnaître et prendre en charge un AVC,
– la prévention,
– vivre après un AVC,
– la recherche dans l’AVC.
Aucune illustration ou schéma dans cet ouvrage, mais le propos est clair, très compréhensible, et les termes scientifiques ou médicaux très accessibles.
Les signes évocateurs de l'AVC sont nombreux et touchent la motricité ou la sensibilité ou l’équilibre ou le mal de tête. Des signes trompeurs pouvant être révélateurs d’un AVC existent également ; le patient pouvant, dans le cas de l’anosognosie, ne pas se rendre compte de son hémiplégie gauche.
28 questions (sur 100) sont consacrées au «vivre après un AVC», avec les séquelles possibles et leur prise en charge, les aspects de la vie quotidienne, les aspects administratifs, professionnels et légaux. Dans cette partie, les informations qu’on souhaiterait trouver au début de la lecture de cet ouvrage sont apportées.
Avec un cas d’AVC ou d’AIT (accident ischémique transitoire) toutes les quatre minutes en France, 140 000 hospitalisations chaque année, cette maladie demande à être diagnostiquée et traitée au plus vite. Aussi cet ouvrage se révèle-t-il d’une grande utilité.