Innholdsfortegnelse for No. 196 i Les Cahiers de Science & Vie

Le chien descend du loup, l’affaire est entendue. Mais quelle évolution a ensuite conduit à sa domestication ? Si de nombreuses études ADN ont été menées afin d’élucider le mystère, le faible nombre de génomes canins anciens disponibles avait jusque-là contraint la science à travailler sur ceux de chiens modernes… qui ne portent plus la trace de leurs ancêtres. L’évolution des techniques change la donne et lève enfin le voile sur l’arbre généalogique canin. Des spécialistes du Francis Crick Institute de Londres et des universités d’Oxford et de Vienne ont pu séquencer 27 génomes de chiens qui vivaient, pour les plus vieux, il y a 11 000 ans, en Europe, en Sibérie et au Moyen-Orient. « Nous avons pu récupérer l’ADN sur des squelettes identifiés par des archéologues et des…

Pourquoi l’eau se change-telle en glace pendant les frimas de la nuit ? Et pourquoi s’écoule-t-elle à nouveau entre les doigts au soleil du matin ? Et la pierre, pourquoi ne fond-elle pas elle aussi ? La matière a décidément un comportement bien étrange, qui s’impose à nous comme il s’est imposé aux premiers humains qui s’écorchaient les pieds sur les cailloux de la savane. De la boue qu’ils malaxaient, ils ont construit leurs maisons ; du bois taillé ils ont fait leurs arcs et leurs flèches. Mais qu’est-ce qui différencie le bois de l’argile, au-delà des sensations très différentes qu’ils procurent ? Et comment le feu transforme-t-il une glaise molle en un bol sec et dur ? « Le potier qui, le premier, réussit, grâce à la braise, à…

D’aucuns pourraient en douter. Et pourtant. Les recherches montrent clairement que bien avant de rejoindre les bancs de l’école, un bébé âgé de quelques mois a déjà en tête des concepts de physique : il a ses propres règles sur les propriétés des objets, leurs changements, leurs mouvements. Et il les gardera, peu ou prou, toute sa vie. Mais de quelle manière ces savoirs se mettent-ils en place ? Et en quoi cette physique que l’on dit naïve se distingue-t-elle du savoir scientifique ? « L’enfant est en quelque sorte un chercheur, partout dans le monde, depuis toujours et pour l’éternité, il a fait et fera les mêmes expériences pour apprendre à se mettre debout, à marcher, etc. », argumente Emmanuel Rollinde, du laboratoire de didactique André Revuz (université Paris-Diderot).…

Incroyablement visionnaire ! Continuateur de Parménide et contemporain de Socrate, Démocrite d’Abdère (v. 460-370) n’a pas volé ce compliment. Son intuition proprement géniale, partagée avec Leucippe (v. 460-390), est que tout ce qui existe dans l’Univers, des étoiles aux êtres vivants, en passant par l’âme et les dieux, est constitué de minuscules morceaux de matière insécables, pleins, solides, indestructibles, existant de toute éternité et en nombre infini : les atomes (atomos signifiant « qui ne peut être divisé »). Trop petites pour être visibles, toutes semblables hormis par leur taille et leur forme (les sphériques donnent les liquides, les anguleuses les corps gazeux, les crochues les solides…) et toujours en mouvement rapide, ces parcelles infinitésimales de l’Être parménidien forment des corps différenciés en s’entrechoquant par le jeu des hasards. Non…

La raison est-elle l’ennemie de la foi, ou les deux faces de la même parole de Dieu ? Est-ce Lui qui fixe la course des planètes ou suivent-elles un mouvement sur lequel Lui-même n’a pas prise ? La matière première de toutes choses est-elle d’origine divine ? Ces questions, et bien d’autres, se posent avec une acuité inédite à partir du XIIe siècle. L’Occident chrétien connaît alors une véritable renaissance intellectuelle. Dans les villes en plein essor, les écoles cathédrales, collégiales ou privées se multiplient. Hors des monastères, une nouvelle classe d’intellectuels apparaît, avides de connaissances et curieux des choses de la nature. Et pour assouvir cette soif de savoir, ils se tournent vers les textes traduits en latin depuis le grec ou l’arabe à partir du IXe siècle. C’est…

En pointant sa lunette vers le ciel en 1609, Galilée a porté un coup fatal à l’ancien « système du monde » géocentrique. Il a aussi brillamment démontré le rôle majeur de l’instrumentation dans l’émergence d’une pensée scientifique en partie émancipée de la philosophie et de la théologie. « Le pari galiléen, c’est de trouver des fondements mathématiques aux phénomènes naturels, explique l’historien des sciences Hugues Chabot (université Lyon-1). Le raisonnement mathématique s’articule complètement à la pratique expérimentale, qui nourrit la modélisation du réel. » Pour objectiver la chute des corps, les phénomènes optiques, etc., Galilée et ses pairs conçoivent de nouveaux instruments. «Après de premiers succès en astronomie et en mécanique, la démarche expérimentale s’étend progressivement à la chaleur, à l’électricité, au magnétisme, à la lumière…, souligne Hugues Chabot.…

Ce sont les vestiges d’un village de l’époque mérovingienne, avec ses maisons, sa nécropole et son église, qu’ont révélés les fouilles menées de novembre 2018 à octobre 2020 par l’Inrap (Institut national de recherches archéologiques préventives) sur le site des Gravilliers, à Pontarlier, dans le Doubs. Mais un village qui ne ressemble à aucun de ses contemporains retrouvés en Gaule jusqu’à présent… Découvert à l’occasion de l’aménagement de la zone d’activités économiques du Grand Pontarlier, ce site étendu sur plus de 20 hectares et exploré sur 8 hectares fut occupé pendant quelque deux cents ans, durant les VIe et VIIe siècles. Il s’est développé sur une importante voie de communication, non loin des rives du Doubs, dans la trouée naturelle que forme la cluse de Pontarlier dans les montagnes du…

Un pressoir à vin vieux de deux mille six cents ans… La découverte faite sur le site de Tell el-Burak, à 9 km au sud de la cité antique de Sidon (Liban), vient d’apporter la preuve que les Phéniciens, peuple de marins qui a prospéré au Ier millénaire av. J.-C., étaient aussi des vignerons. « Jusqu’à présent, on ne savait rien sur la fabrication du vin en Phénicie, pointe Hélène Sader (université américaine de Beyrouth), codirectrice des fouilles. Pendant des décennies, les recherches se sont concentrées sur les cités de Tyr, Sidon ou Byblos sans rien y trouver d’époque phénicienne. La faute aux occupations successives de ces sites et aux destructions survenues au fil de l’histoire. La côte libanaise et les montagnes avoisinantes n’avaient jamais été fouillées systématiquement. » VENTES…

Un argument de bon sens a longtemps servi à clouer le bec de ceux qui s’obstinaient à prétendre que la Terre tournait: lorsqu’on décoche une flèche à la verticale, ou qu’on tire un boulet de canon selon un angle parfaitement droit avec le sol, on voit bien que la flèche comme le boulet s’élèvent puis retombent à nos pieds. Si la Terre tournait, ils retomberaient tous deux profondément décalés vers l’ouest, puisque la Terre s’est déplacée vers l’est pendant leur chute. La raison est donc fort habile pour tirer des conclusions fausses d’observations vraies. Et il faut souvent s’extraire des fausses évidences pour s’approcher d’un semblant de vérité. Ainsi, il paraît indéniable que le mouvement s’arrête dès qu’on ne l’entretient plus : qui a vu une flèche, une pierre ou…

« Le maître de ceux qui savent. » C’est ainsi que Dante surnomma Aristote (384-322 av. J.-C.) dans La Divine Comédie. De fait, le philosophe grec, disciple de Platon, précepteur du futur Alexandre le Grand, nous a légué une œuvre monumentale articulant tous les savoirs de son temps : l’éthique, la politique, la logique, la rhétorique, la poétique, la métaphysique et, surtout, la « physique ». « Ce terme est à considérer au sens large de la science ou philosophie de la “nature” (phusis en grec) et des êtres naturels, précise Pierre-Marie Morel, professeur d’histoire de la philosophie à l’université Paris-1-Panthéon-Sorbonne. Ce domaine est un véritable continent à l’intérieur de l’oeuvre d’Aristote. Au traité intitulé Physique, où sont exposés les grands principes de la recherche sur la nature et sur…

« Archimède avait un esprit si élevé et si profond et avait acquis un si riche trésor d’observations scientifiques que sur les inventions qui lui ont valu le renom et la réputation, non pas humaine, mais divine, il ne voulut laisser aucun écrit ; il tenait la mécanique et en général tous les arts qui touchent aux besoins de la vie pour de vils métiers manuels et il consacrait son zèle aux seuls objets dont la beauté et l’excellence ne sont mêlées d’aucune nécessité matérielle. » Voici l’un des rares textes, dû au philosophe Plutarque, citoyen romain d’origine grecque vivant au Ier siècle, nous renseignant sur la vie d’Archimède. De l’archétype du savant grec ne nous restent en effet que des traités mathématiques et géométriques. Les mots de Plutarque nourrissent…

L’effervescence artistique et intellectuelle qui caractérise la Renaissance revitalise les savoirs scientifiques et techniques. Les savants italiens, puis ceux de l’Europe tout entière, soutenus par leurs princes qui constituent les premières bibliothèques spécialisées, marchent sur les pas d’Aristote, poussés par le désir de mieux comprendre – et de maîtriser – la nature et les phénomènes du monde. Dans les multiples botteghe ou ateliers qui fleurissent en Italie, savants et artistes dialoguent pour expérimenter de nouvelles visions. Parmi eux, Léonard de Vinci incarne l’innovation tous azimuts qui caractérise l’époque. S’il ne publie rien de son vivant, « il est surtout connu de ses contemporains pour son oeuvre de peintre », rappelle l’historien des sciences et professeur à l’université de Tours Pascal Brioist, ses manuscrits qui nous sont parvenus témoignent d’une créativité…

« Le grand livre de la Nature est écrit en langage mathématique... » Cette célèbre phrase de Galilée ne se comprend vraiment que si on la cite jusqu’au bout : « ... et les caractères sont des triangles, des cercles et autres figures géométriques. Sans ces moyens, pas un seul mot ne sera humainement compréhensible; sans ces moyens, ce serait une errance vaine à travers un labyrinthe obscur» (L’Essayeur, 1623). Par mathématiques, insiste aujourd’hui le physicien Jean-Marc Levy-Leblond, il faut comprendre géométrie, dans une filiation directement archimédienne. La nature ne s’exprime pas encore sous forme d’équations. « Rien encore, chez Galilée, de l’algébrisation que Descartes, si peu de temps après lui, commencera à mettre en oeuvre», prévient-il. Quelques décennies plus tard, sous la plume de Newton, ce langage sera celui…

Cahiers de Science & Vie : On a coutume de faire naître la physique moderne avec Galilée. La physique avant lui ne serait donc pas scientifique ? Carlo Rovelli : La science moderne est une activité complexe qui utilise une multiplicité de méthodes qui se sont développées au long des siècles. La rupture méthodologique de Galilée est certainement très importante, mais y voir la naissance de la physique moderne est un choix assez arbitraire. Il y a eu de la science avant Galilée, et les méthodes scientifiques ont continué à évoluer après lui. Avec Galilée vient l’idée de ne plus seulement observer et mesurer, mais également de construire des situations artificielles permettant d’interroger la nature : les « expériences ». Avec son utilisation du télescope, Galilée est aussi le premier…

Coques de navire, robinetterie, cafetières… L’acier chromé (ou inox) est partout. En Europe, le procédé de fabrication de cet alliage de fer, de carbone et d’au moins 10,5 % de chrome pour être inoxydable n’a été mis au point qu’au XIXe siècle. Pourtant, si l’on en croit des chercheurs de l’university College London, cette technique aurait été maîtrisée… dès le XIe siècle par les Perses (actuel Iran) ! Soit un millénaire plus tôt qu’estimé. C’est la nouvelle étude d’un traité médiéval sur les gemmes intitulé Al-Jamahir fi Marifah al-Jawahir, rédigé au XIe siècle par le savant perse Al-Biruni, qui est à l’origine de cette découverte. Le prestigieux mathématicien y mentionne en effet la recette d’un acier fondu « au creuset », utilisant un mystérieux ingrédient appelé rusakhtaj (littéralement « le…

En Sibérie extrême-orientale, le rude climat offre de belles surprises. Ainsi, les tombes gelées de Yakoutie (République de Sakha) conservent les dépouilles dans un état de conservation exceptionnel. Depuis 2002, elles font l’objet d’un important programme de recherche franco-sibérien, qui bouleverse l’histoire des tribus yakoutes qui y vivent depuis le XIVe siècle. Les expéditions ont permis l’analyse génétique de 150 sujets ayant vécu entre le XVe et le XIXe siècle, complétée par celle de 510 individus vivants. Ces résultats, confrontés aux données historiques et culturelles, viennent d’être publiés par la revue Nature. Dans cette république autonome peu peuplée (un million d’habitants), les Yakoutes représentent la moitié de la population. Turcophones, ces éleveurs sont issus de vagues de migration depuis l’Altaï, via le lac Baïkal et la vallée de la Léna.…

Lorsqu’un toit s’est écroulé, dans un village du Soudan où résidait l’anthropologue Evans-Pritchard, l’affaire était entendue : sorcellerie. Quand il rétorqua aux villageois que c’était les termites qui avaient miné la maison, son explication fit chou blanc : tous savaient que les termites rongeaient les poutres et qu’elles finiraient par s’écrouler. La vraie question consistait à savoir pourquoi le toit avait cédé au moment précis où l’un des habitants s’était trouvé à l’intérieur. Ni avant ni après. La raison ne pouvait être que magique. Ce récit, tel que l’anthropologue l’a lui-même rapporté, comporte deux enseignements. Le premier, c’est que, comme le rappelait l’épistémologue André Pichot, la magie ressemble fort à la science : elle a comme elle des principes explicatifs qu’elle met en œuvre dans des actions, et elle relie…

L’anthropologue Claude Lévi Strauss se moquait déjà en 1952 de l’idée séduisante d’un « âge d’or technologique où les inventions se cueillaient avec la même facilité que les fruits et les fleurs», idée qui sous-entend que « l’homme doit la connaissance du feu au hasard de la foudre ou d’un incendie de brousse; que la trouvaille d’un gibier accidentellement rôti dans ces conditions lui a révélé la cuisson des aliments». Cette idée peine encore à disparaître complètement, tant il est tentant d’imaginer que nombre de grandes « premières » inventions, nombre de traits de génie, furent le fruit d’une révélation née de la simple observation de la nature. EXIGEANT UNE FORTETEMPÉRATURE, LA FONTE DE CUIVRE RÉSULTE PROBABLEMENT D’UN ESSAI DÉLIBÉRÉ La réalité est moins – faussement – évidente. Il a…

Autant, pour Héraclite, le monde n’est que changement, autant, pour son contemporain Parménide (v. 544-460), l’Être, c’est-à-dire l’étoffe du réel, la véritable texture de la nature, est unique, immobile, immuable. Le cosmos a beau donner l’impression de changer, les saisons de passer, les humains de naître et de disparaître, la genèse, le mouvement, le temps, la mort sont autant d’illusions qui nous font prendre l’apparence pour la réalité et n’ont donc pas de place au sein de l’Être, qui est la vérité éternelle. Ainsi, seul « l’Être est, le non-Être n’est pas ». Il est par ailleurs inengendré, puisque naître suppose, avant d’advenir, de ne pas être, et que l’Être ne peut pas ne pas être. Il est aussi immortel, indivisible (autrement, il cesserait d’être Un) et fini (l’infini étant…

Pour Aristote, la science est démonstrative. Elle doit en conséquence s’appuyer sur un raisonnement déductif particulier : le syllogisme. Dans Les Premiers et Seconds Analytiques, il définit ce dernier comme « un discours dans lequel, certaines choses étant posées, quelque chose d’autre que ces données en résulte nécessairement par le seul fait des données ». Concrètement, un syllogisme est composé de trois propositions élémentaires : deux prémisses, la majeure et la mineure, qui doivent conduire à la conclusion. Exemple : « Tous les hommes sont mortels » (prémisse majeure), « les philosophes sont des hommes » (prémisse mineure), donc « les philosophes sont mortels » (conclusion nécessaire). Pour Aristote, seules 19 combinaisons de trois propositions, sur les 256 possibles, permettent d’atteindre la vérité. Car pour être « scientifique », le…

« Le compas, l’imprimerie et la poudre à canon ont modifié la face et l’état du monde », affirmait en 1620 le philosophe britannique Francis Bacon, soulignant le rôle capital de ces inventions qui façonnèrent l’histoire européenne et favorisèrent l’entrée de l’Occident dans la modernité. Il ignorait toutefois que celles-ci étaient nées en Chine, plusieurs siècles avant qu’elles ne fassent leur apparition en Europe. L’empire du Milieu, dès l’Antiquité, est en effet à l’avant-garde de la technique. Sous la dynastie des Han (206 av. J.-C; 220 apr. J.-C.) apparaissent de grandes réalisations technologiques et scientifiques, comme le sismomètre ou la roue hydraulique, tandis que les progrès accomplis en astronomie permettent aux savants chinois d’observer une explosion cataclysmique en 185 de notre ère – la première supernova historiquement attestée. La Chine…

Reclus dans sa demeure d’Arcetri, au sud de Florence, Galilée écrit. En cette année 1638, c’est un vieillard de 74 ans aux gestes fatigués. Cela fait un an qu’il ne voit plus que d’un œil, et bientôt il sera tout à fait aveugle. Aussi se hâte-t-il de terminer son dernier ouvrage, Discours et démonstrations mathématiques concernant deux sciences nouvelles. L’occasion de dresser un ultime bilan de cette nouvelle physique qu’il a patiemment construite. Entre deux lignes, Galilée rumine. Il maudit cet odieux procès de l’Église qui, cinq ans plus tôt, l’a condamné à l’isolement. Pire, qui lui a interdit d’exprimer publiquement comme une vérité ce à quoi il a consacré sa vie : démontrer que la Terre tourne sur elle-même et autour du Soleil. Une vie commencée à Pise, où…