Reflets de la Physique n°61 mar/avr/mai 2019
Reflets de la Physique n°61 mar/avr/mai 2019
  • Prix facial : gratuit

  • Parution : n°61 de mar/avr/mai 2019

  • Périodicité : bimestriel

  • Editeur : Société Française de Physique

  • Format : (210 x 297) mm

  • Nombre de pages : 56

  • Taille du fichier PDF : 3,8 Mo

  • Dans ce numéro : dossier sur l'amplification d'impulsions laser par dérive de fréquence.

  • Prix de vente (PDF) : gratuit

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Notes de lecture DU IlERVE/LLEUX CACHÉ DANS LE QUOTIDIEN La Ferywie de I élepncc PRIX ROBERVAL GRAND PUBLIC 2018 tee,. - V Y COMISIEN dE DOI. UNI EXTR) la'meulai I rEim dm 54 Reflets de la Physique n°61 Du merveilleux caché dans le quotidien La physique de l’élégance Étienne Guyon, José Bico, Étienne Reyssat et Benoît Roman (Flammarion, 2018, 320 p., 24  € ) Ce livre a reçu le prix Roberval Grand Public 2018 Du merveilleux caché dans le quotidien. La physique de l’élégance présente et explique d’une manière très simple et avec une grande abondance d’illustrations, des objets et/ou des phénomènes naturels, architecturaux ou industriels, choisis pour leur pouvoir de démonstration scientifique et aussi pour leur esthétique. L’ouvrage a été rédigé par quatre physiciens de l’ESPCI, tous spécialistes de la physique et de la mécanique des milieux complexes et particulièrement concernés par la diffusion scientifique. Les nombreux exemples traités sont groupés en six grands thèmes, recouvrant des domaines parfois très larges  : les bâtisseurs, la matière en mouvement, ruptures, ou plus intrigants  : mise en formes, bâtir en fils, du grain au verre. L’originalité des exemples donnés est particulièrement appréciable  : ceux-ci sont largement issus de la recherche des auteurs et de leurs collègues, et ne se retrouvent souvent dans aucun ouvrage précédent de diffusion scientifique. Ainsi, dans le thème « bâtir en fils », on voit se succéder  : l’origine de la solidité (ou dans d’autres cas de l’élasticité) des fils d’araignée ou de kevlar suivant leur structure, la manière dont les forces capillaires peuvent coller des fibres entre elles ou faire de « l’origami » en repliant des feuilles de papier, la solidité des nids d’oiseau réalisés par enchevêtrement de brindilles et celle, similaire, des cordages. l’habillement d’une surface courbe (à commencer par le corps humain pour les habits) par des feuilles de tissu (ou de toute autre matière) initialement planes, avec ses conséquences sur la mécanique du tissage, la physique des plis et du « drapé », le froissement du papier et des tissus, et... le filtrage de la poudre de manioc sauvage. La plupart des sujets ci-dessus sont illustrés par de très belles images, et par des expériences à réaliser soi-même et détaillées pas à pas sous forme de bandes dessinées. On retrouve la même diversité de sujets dans les autres thèmes où apparaissent aussi bien les bétons à haute performance ou les craquelures de la surface de la Joconde, que les plantes carnivores et la rupture des spaghettis. Ce livre, aussi agréable à lire qu’à regarder grâce à la très haute qualité du texte et de l’iconographie, soutient d’un bout à l’autre l’intérêt du lecteur ; la simplicité des présentations, qui excluent tout calcul ou formule, le rend accessible à un public très large. Jean-Pierre Hulin Laboratoire FAST, Université Paris-Sud, Orsay Combien de doigts a un extraterrestre ? Le bestiaire de la science-fiction à l’épreuve des sciences Roland Lehoucq et Sébastien Steyer. Illustrations de Marc Boulay (Belin, 2016, collection Science à plumes, 235 p., 19,90  € ) Les œuvres de science-fiction regorgent de références aux sciences et aux techniques. Peut-on rêver meilleurs vecteurs pour aborder les connaissances scientifiques actuelles en éveillant la curiosité, en développant l’esprit critique, tout en s’amusant ? C’est ce challenge que propose cet ouvrage écrit à six mains – d’extraterrestres ? –, une paire d’entre elles appartenant à un physicien du CEA, une autre à un paléontologue et une dernière à un paléoartiste, particulièrement efficace pour reconstituer numériquement le roi des lézards tyrans, Tyrannosaurus Rex. En six sections rondement menées, vous allez tout savoir sur les humanoïdes augmentés, le bestiaire extraterrestre, les classiques revisités, le « si loin si proche » avec les primates géants – ou non –, plantes fantastiques, midichloriens, armures et autres carapaces, le « est-ce bien raisonnable ? », le tout conclu dans une coda où l’on fabrique des monstres à l’image des perroquets superprédateurs... Le lecteur est ainsi transformé en un chercheur physicienpaléontologue, invité à décrypter les différents paragraphes au gré d’une enquête scientifique ; il reconstitue des espèces fossiles, en invente des futures, respire dans l’eau, donne libre cours à son fantasme d’invisibilité, déforme l’espace-temps pour voyager plus vite. Vous l’aurez compris, il ne s’agit pas de détruire la part de rêve inhérente à toute œuvre de fiction, mais plutôt de s’en servir comme support pour parler de science de façon ludique ; au terme de l’enquête, le lecteur verra son monde intérieur indubitablement transformé. Que la Force soit avec vous ! Arnaud Le Padellec Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie, Toulouse
rnprendre sans privor.,r, -, pplé oir sans co il rendre,.dc.L.,-1-...d.:',. ; La première partie ex pose le concept ubiquitaire de chaos déterministe. Le mathématicien Poincaré s’interrogea le premier sur la stabilité des orbites planétaires. Si les équations de Newton permettent en effet de prévoir correctement les mouvements des planètes, puisque les corrections quantiques ou relativistes y sont totalement négligeables, que dire des effets à long terme d’une imprécision, même infime, sur la connaissance présente de leurs positions ? En 1971, Ruelle et Takens démontraient le caractère générique du chaos, c’est-à-dire de la sensibilité extrême aux conditions initiales, pour les systèmes dynamiques composés de trois degrés de liberté ou plus. Cela signifie que pour presque tous les systèmes couplés, pour presque toutes les conditions initiales, quand bien même les équations qui régissent le mouvement sont parfaitement connues, une toute petite incertitude au départ se traduit au bout d’un certain temps par des comportements extrêmement différents. Cet effet connu des météorologistes depuis Edward Lorentz, qu’il baptisa d’effet papillon, image d’un battement d’aile de coléoptère en Amazonie qui, quelques semaines plus tard, pourrait induire un cyclone en Asie, est donc très universel. L’auteur illustre cela également sur la question que posait Poincaré sur l’évolution à long terme des planètes du système solaire, sur la stabilité du système, suivant en cela les travaux notables de Jacques Laskar. Une erreur d’un mètre sur la position initiale de notre planète par exemple, se traduit par une incertitude de 10 millions de kilomètres au bout de 100 millions d’années. Donc, contrairement au déterminisme idéal de Laplace, nous devons nous résoudre à une prédictibilité finie des évolutions à long terme, même lorsqu’il n’existe aucune incertitude sur les lois qui les régissent. Dans la seconde partie, H. Krivine s’interroge sur la grande vogue actuelle de l’intelligence artificielle (IA), que l’on retrouve sous les vocables invariablement anglais de big data, data mining, machine learning... La puissance de calcul des ordinateurs d’aujourd’hui a permis dans les domaines les plus divers de construire des bases de données gigantesques. L’analyse de ces données par des algorithmes destinés à mettre en évidence des corrélations et à ainsi prédire... sans comprendre, les algorithmes d’apprentissage des ordinateurs qui modifient leurs connections en analysant leurs échecs et leurs succès antérieurs tels nos neurones qui adaptent leurs synapses en fonction des expériences passées, vont-ils permettre de court-circuiter la démarche scientifique usuelle et de remplacer Reflets de la physique et ses lecteurs Comprendre sans prévoir, prévoir sans comprendre Hubert Krivine (Éditions Cassini, 2018, 144 p., 12  € ) Le physicien Hubert Krivine a entrepris dans plusieurs ouvrages récents de faire ouvrir les yeux à ses lecteurs, afin de les mettre en garde contre des idées reçues déguisées sous des habits à l’allure scientifique. Son dernier livre, Comprendre sans prévoir, prévoir sans comprendre, poursuit avec talent cette entreprise salutaire. Sans formalisme, sans jargon technique, ce livre transporte le lecteur curieux au sein de questions actuelles en pleine évolution et en plein débat. ce que l’on appelle usuellement « comprendre » par de l’IA ? À la minute où j’écris ces mots, je lis que quelques grandes banques mondiales, pour montrer à leurs clients la puissance prédictive de leurs algorithmes d’investissement, ont joué à reprendre toutes les données connues sur les équipes de football engagées dans le Mondial, leurs résultats antérieurs, les performances de joueurs engagés, etc. Le résultat obtenu se révèle totalement risible, mais il n’en reste pas moins que les algorithmes d’apprentissage ont permis à des ordinateurs de battre les champions d’échec et de go. H. Krivine analyse cette démarche à plusieurs niveaux. Il insiste d’abord sur le danger de confondre corrélation et causalité ; on sait combien les biais d’échantillonnage peuvent conduire à des conclusions absurdes. Il l’illustre d’exemples que le lecteur découvrira avec amusement  : les bons en maths aux grand pieds, l’âge de Miss America et le nombre de décès par brûlure, mais plus sérieusement il s’interroge aussi sur le lien entre le poids de la dette publique et le ralentissement de la croissance. L’auteur insiste également sur le pouvoir de prévoir des phénomènes nouveaux qu’a souvent apporté la compréhension par la démarche scientifique usuelle ; les exemples sont multiples et bien connus  : les ondes électromagnétiques prédites avant leur observation par les équations établies sur la base des expériences antérieures par Maxwell, l’antiparticule de l’électron, le positron, imposée par la théorie quantique relativiste de Dirac, etc. L’expression des lois de la physique en termes mathématiques est donc bien plus qu’un résumé opératoire de problèmes techniques à résoudre dans chaque cas concret considéré. Cela dit, la puissance de calcul et l’efficacité des algorithmes d’apprentissage des machines reposant sur les réseaux de neurones formels, conduisent l’auteur à s’interroger sur la frontière inconnue entre une IA faible qui n’apporte que sa puissance de calcul, certes bien supérieure à la nôtre, et une IA forte, intelligence véritable capable d’intuition et d’élaboration de concepts nouveaux. Pour ma part, je ne crois pas que les grandes questions ouvertes, telles celles de notre temps sur la constante cosmologique ou l’origine de la vie, puissent un jour devenir accessibles à l’IA. Le livre s’ouvre avec une belle préface de Jean-Claude Ameisen, qui nous rappelle que les véritables progrès reposent sur la façon dont ils sont utilisés, et que l’objectif doit être le bénéfice de tous. La gouvernance par les nombres ne saurait remplacer la présence de l’homme. Édouard Brézin Professeur émérite à l’École normale supérieure Reflets de la Physique n°61 55



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