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Sciences & Techniques
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L'homme partage plus de 98 % de ses gènes avec le chimpanzé pygmée et le chimpanzé commun.
On en mesure habituellement peu les implications. Le langage, l'art, la technique et l'agriculture - qui distinguent ce "troisième chimpanzé" - sont le fruit d'une évolution non pas seulement anatomique, mais également comportementale : le faible nombre de petits par portée, les soins parentaux bien au-delà du sevrage, la vie en couple, l'espérance de vie, la ménopause particularisent le cycle vital de l'homme.
À quel stade le troisième chimpanzé fit-il le saut quantique en matière de réussite évolutive, avec l'acquisition de l'aptitude au langage, il y a moins de cent mille ans? Depuis lors l'animal humain déploie tous ses traits particuliers - notamment son aptitude unique à détruire massivement son genre et les écosystèmes, à ruiner la base même de sa propre alimentation. Génocide et holocauste écologique posent désormais la question cruciale de l'extinction de l'espèce humaine, à l'instar de milliards d'autres espèces disparues au cours de l'histoire de l'évolution.
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Le XX? siècle a vu naître les deux plus belles théories physiques jamais inventées. La première, la relativité générale, est l'oeuvre du seul Albert Einstein. Son domaine d'application est l'infiniment grand. La seconde, la mécanique quantique, est l'oeuvre collective de certains des plus grands esprits du XX? siècle. Son domaine d'application est l'infiniment petit. Ces deux théories font de la physique la «reine des sciences». Mais elles sont incompatibles entre elles. Cherche-t-on à les réunir dans ce qu'on appelle «la théorie du tout», on se heurte à d'insurmontables difficultés. Aujourd'hui, la «théorie des cordes» semble en passe de réussir là où toutes les précédentes théories ont échoué : ce faisant, elle bouleverse notre conception de la matière, de l'espace et du temps. C'est l'histoire pleine de rebondissements de cette révolution en marche - où les particules élémentaires s'avèrent semblables à d'infinis bouts de ficelle, où l'espace-temps se déchire, se répare, se replie en dix dimensions invisibles, où le Big-Bang et les trous noirs prennent des formes inattendues - que nous raconte ici l'un de ses éminents acteurs. Après la relativité générale et la mécanique quantique, l'avenir appartient-il à la «théorie des cordes» ?
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À la recherche du destin de l'Univers, Jean-Pierre Luminet retrace les grandes étapes de l'évolution cosmique et esquisse des scénarios possibles : combustion programmée de la planète Terre, extinction du Soleil, explosion des étoiles, coagulation des masses en trous noirs, désagrégation des galaxies, refroidissement de l'Univers tout entier du seul fait de la mystérieuse énergie sombre...
Chemin faisant, il nous dévoile l'étonnant bestiaire de l'astrophysique qui regorge de créatures étranges, placées sous l'empire d'une gravité omnipotente : blafardes naines blanches, étoiles à neutrons hyperdenses, supernovae apocalyptiques, hypernovae et sursauts gamma...
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La nature de l'espace et du temps
Stephen Hawking, Roger Penrose
- Folio
- Folio Essais
- 23 Octobre 2003
- 9782070429271
La théorie quantique des champs et la théorie de la relativité générale d'Einstein sont à l'heure actuelle les deux théories les mieux vérifiées en physique : pourra-t-on les unifier en une théorie quantique de la gravité ? Celle-ci expliquerait toutes les singularités - les premières secondes de l'univers comme la physique de ces objets énigmatiques que sont les trous noirs. Notre intelligence de l'univers ferait alors un pas de géant. Mais quantique et cosmos peuvent-ils même être combinés ? Pourquoi notre coin d'univers ressemble-t-il exactement à ce qu'avait annoncé Einstein, sans trace d'effets quantiques visibles ? Mais quels étranges processus quantiques sont à l'oeuvre dans l'évaporation des trous noirs et qu'advient-il alors de l'information que ceux-ci ont avalée - les types, propriétés et configurations des particules qui y sont tombées ? Pourquoi le temps est-il orienté vers l'avant et non pas vers l'arrière ? La différence entre le passé et le futur provient-elle des conditions aux limites de l'univers ? Sur ces questions cruciales de l'espace et du temps, qui manifestent les insuffisances des théories, deux des plus célèbres physiciens s'opposent dans un débat sans concession.
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La melodie secrète : et l'homme créa l'univers
Trinh Xuan thuan
- Folio
- Folio Essais
- 22 Mars 1991
- 9782070326235
L'univers nous sera-t-il un jour révélé dans la totalité de sa réalité ? Parviendrons-nous à percer le secret de sa vraie mélodie ? Comment l'infiniment petit a-t-il accouché de l'infiniment grand et comment l'univers tout entier, avec ses centaines de milliards de galaxies, a-t-il jailli d'un «vide microscopique» ? Comment, grâce à l'alchimie créatrice des étoiles et à l'existence des planètes, la vie et la conscience ont-elles surgi ? Telles sont quelques-unes des questions que ce livre aborde. Il s'adresse à l'«honnête homme», curieux du monde qui l'entoure et intéressé par les progrès récents dans l'étude du cosmos, sans être pour autant équipé du bagage scientifique du spécialiste. En retraçant l'évolution, à travers les âges, de la vision de l'univers que s'est faite l'homme, il accorde une attention particulière à l'univers actuel, celui du big bang. Mais il sait dépasser l'argument proprement scientifique pour aborder les questions qui se posent inévitablement dans toute discussion sur la création de l'univers : Sommes-nous là par hasard ou notre présence dans l'univers implique-t-elle l'existence de quelque Créateur ?
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Le voyage que Jean-Pierre Luminet nous invite à faire au coeur de l'invisible dévoile les propriétés extravagantes des plus mystérieuses créatures du bestiaire de l'astrophysique : les trous noirs.
D'une compacité extrême, parfaitement invisibles s'ils sont nus, ces puits extraordinaires de l'espace-temps deviennent les astres les plus brillants dès lors qu'ils dévorent du gaz, voire des étoiles entières. Ces maelströms emportant dans leur ronde matière, espace et temps, ces machines à produire de l'énergie, ces ordinateurs suprêmes peuvent aussi être la porte ouvrant sur d'autres univers.
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Désir d'infini ; des chiffres, des univers et des hommes
Xuan Thuan Trinh
- Folio
- Folio Essais
- 9 Octobre 2014
- 9782070457649
La puissance, voire le silence des espaces infinis n'ont cessé de fasciner l'imagination des artistes (Escher notamment), des écrivains (au premier chef Borges), des philosophes, des scientifiques. L'infini existe-t-il même dans la réalité physique ou n'est-il qu'un concept de notre imagination? C'est à Georg Cantor que l'on doit d'avoir inscrit l'infini dans le paysage des mathématiques. Et d'avoir dévoilé ses propriétés étranges et magiques. Mais l'univers est, par excellence, le lieu où l'infini se manifeste. La physique, au cours des dernières décennies, a élargi l'acception du terme «infini»:celui-ci, désormais, se réfère non seulement à notre univers, mais aussi à une infinité d'univers parallèles, le tout formant un vaste et fantastique «multivers». Dans un univers infini, nous serions confrontés au paradoxe de l'éternel retour et chacun de nous posséderait un nombre infini de sosies. À ces sujets vertigineux, Trinh Xuan Thuan nous introduit avec son aisance pédagogique qui a fait de ses précédents ouvrages des succès.
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Raconter les origines du vivant oblige à mobiliser de très nombreuses disciplines : l'astrophysique et l'astrochimie pour les origines de l'espace-temps et de notre système planétaire avec ses astéroïdes ; la physique puis la chimie, pour comprendre la formation et la nature des composants ultimes, donc primordiaux de la matière inerte puis cellulaire ; la biochimie, pour saisir la formation des premières molécules et le rôle essentiel de l'eau ; la théorie de l'évolution et la génétique des populations pour retracer le chemin de la première molécule à l'humanité conquérant la Terre.
Mobilisant tous ces savoirs, fidèle à son rôle de faire connaître au public le résultat de ses travaux, l'Académie des sciences a confié à Roland Douce et Éric Postaire le soin de mettre en récit l'intelligence collective qui se propose de raconter quelles sont, au stade actuel des connaissances, les équations de la vie. -
En 1972, Stephen Jay Gould bouleversa, avec Niles Eldredge, l'orthodoxie darwinienne, autrement appelée la "théorie synthétique de l'évolution".
Il formulait la théorie de l'équilibre ponctué : le changement, au cours des temps géologiques, ne s'était pas fait de manière graduelle, comme l'avait soutenu Darwin, mais par des phases de stabilité suivies de phases de changement rapides, permettant l'apparition de nouvelles espèces. Depuis lors, cette théorie s'est imposée. Les espèces, loin de n'être que des segments de lignages arbitrairement définis, sont des entités réelles, soumises, à leur propre niveau, à des processus de sélection, de dérive aléatoire ou de changement directionnel.
A l'instar d'individus, elles ont un moment où elles naissent (celui de la spéciation), une durée de vie donnée (plus ou moins longue, mais caractérisée par une absence de changement important), et un moment où elles meurent (celui de leur extinction). Bien plus, sur la vaste scène de l'évolution, les espèces jouent un rôle semblable à celui qui est envisagé traditionnellement pour les individus dans le cadre de la théorie darwinienne : elles peuvent s'éteindre pour de nombreuses raisons, et notamment parce qu'elles sont surclassées par d'autres espèces, au nombre desquelles leurs propres descendants.
Comme les individus, elles présentent des aptitudes variables, en vertu desquelles elles réussissent inégalement dans la compétition qui les oppose. Tel est le bouleversement apporté par la théorie de l'équilibre ponctué.
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Einstein ne pouvait en admettre l'existence, pourtant les astrophysiciens, aidés par les puissants téléscopes, les ont depuis lors observés partout, nichés au coeur des galaxies : les «trous noirs» mitent la matière interstellaire et constituent un mystère.
Depuis trente ans, la question déchire la communauté mondiale des astrophysiciens, plus exactement depuis 1976, quand Stephen Hawking soutint que tout ce qui tombe dans un trou noir - une planète, une étoile, un rayon de lumière - est dévoré et irrémédiablement perdu.
Leonard Susskind mène alors la contre-offensive, démontrant que la position de Hawking est contradictoire avec le fondement théorique de la physique : la loi de «conservation de l'information».
Voici l'histoire de cette guerre de tranchées théorique qui est, somme toute, une manière originale autant que nécessaire d'écrire l'histoire de l'astrophysique.
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Le boson et le chapeau mexicain
Gilles Cohen-tannoudji, Michel Spiro
- Folio
- Folio Essais
- 26 Avril 2013
- 9782070355495
Tout en la resituant dans l'histoire de l'astrophysique moderne et du travail du CERN, les auteurs démontrent l'importance de la découverte du boson de Higgs, élément fondamental pour comprendre l'origine de la matière, de l'espace et du temps. Ils tracent également les perspectives qui s'ouvrent désormais au plan théorique pour la recherche scientifique.
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Cet ouvrage fut en 1969, dans sa première édition, un manifeste, avant de devenir, dans sa troisième édition refondue en 1996, un classique.Un manifeste, car à l'époque personne n'avait encore à ce point arpenté et présenté le domaine des sciences de l'artificiel - sciences fondamentales d'ingénierie : décision, organisation, information, communication, régulation... -, «nouvelles sciences» qui toutes apparurent à la fin des années quarante.Un classique car aujourd'hui le clivage, dénoncé par Simon, entre les sciences tenues pour «fondamentales» (concernées par les objets naturels, analysables en éléments simples), et les sciences tenues pour «appliquées» (concernées par les systèmes artificiels, concevables), s'est révélé inopérant.Les connaissances que déploie cet ouvrage dans les domaines les plus divers - en intelligence artificielle, dans l'étude des écosystèmes, la planification urbaine ou l'ingénierie des organisations complexes - en font un traité du bon usage de la raison dans les affaires humaines.
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Somme de la science et de l'expérience médicales de Claude Galien, médecin de Marc Aurèle et fondateur de la physiologie et de la pharmacopée, les quatorze rouleaux de la Méthode de traitement ont joué un rôle essentiel dans le savoir médical de l'Occident. Traduction intégrale.
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Les sciences semblent parfois envahir notre univers quotidien pour le refaçonner. À la demande de l'Unesco, François Gros, directeur de l'Institut Pasteur, a examiné les résultats et les acquis de la biologie contemporaine comme leur influence sur nos représentations de l'homme et nos visions du monde.Que nous apporte donc la biologie contemporaine ? Pas seulement au plan du concret et du matérialisable qu'illustrent à l'évidence telle ou telle réalisation médicale ou tel progrès des biotechniques, mais plus profondément, dans l'appréhension de l'univers ? Quelles conséquences pouvons-nous en tirer par exemple quant à notre manière de concevoir les origines de la vie, son dynamisme, son essence ? Qu'en est-il de l'homme, résultat paradoxal de l'évolution : élément d'un continuum biologique vieux de milliards d'années, mais en totale rupture avec lui depuis l'apparition d'Homo erectus, pour le meilleur et pour le pire ? Les récentes découvertes de la biologie nous éclairent-elles sur notre avenir, modifieront-elles notre devenir ? Telles sont quelques-unes des questions abordées dans un rapport destiné, par son style comme ses interrogations, aux citoyens que nous sommes.
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Une relativité bien particuliere ; histoire et signification
Sander Bais
- Folio
- Folio Essais
- 14 Juin 2012
- 9782070444335
En explorant le monde à toutes les échelles et à l'aide d'instruments et d'expériences de plus en plus complexes, l'humanité a découvert les lois fondamentales qui gouvernent la structure et l'évolution de la réalité physique. Elle sait aussi désormais que la nature parle le langage des mathématiques, exprimant la compréhension du monde physique de manière concise et sans ambiguïté. Ainsi, le langage le plus artificiel se révèle être le plus naturel de tous. Des équations qui, pour certaines, sont des images de la connaissance scientifique, ayant marqué des étapes importantes dans notre perception du monde physique, appartiennent, comme telles, à notre culture.
Il en va ainsi de celles de la théorie de la relativité restreinte, initialement publiée par Einstein en 1905, qui ont changé radicalement notre compréhension du monde : les notions familières d'espace, de temps et d'énergie furent mises la tête à l'envers, comme furent révélés les bizarreries et les embarras de concepts aussi fondamentaux que la simultanéité, la causalité et la dilatation du temps.
Doué d'un talent particulier pour rendre la physique accessible à une large audience, Sander Bais, grâce à sa démarche à la fois historique et pédagogique, emmène le lecteur en voyage au long d'équations fondamentales qui constituent la base de notre connaissance du monde physique, tout en expliquant clairement leur histoire, leur sens et leur beauté. -
L'univers en rebond ; avant le big-bang
Martin Bojowald, Jean-Paul Hermann
- Folio
- Folio Essais
- 21 Février 2013
- 9782070446759
Notre Univers ne serait pas né avec le Big Bang : un univers préexistant se serait effondré sur lui-même avant de rebondir et d'entrer de nouveau en expansion. C'est ce que suggèrent certaines propriétés de la théorie de la gravitation quantique à boucles, ou « théorie du grand rebond ». Très schématiquement, la théorie de M Bojowald est la suivante : on peut prolonger la structure de l'espace-temps avant le temps zéro, c'est-à-dire celui du Big Bang supposé ; il y a alors un « avant Big Bang ». Si l'on représente le facteur d'expansion de l'Univers au cours du temps, celui-ci effectue un mouvement rappelant celui d'une balle rebondissant éternellement de façon élastique (Bouncing Universe). C'est dire si cette théorie ouvre la voie à une réflexion qui va bien au-delà de la physique quantique, jusqu'aux confins de la métaphysique. L'auteur ne se prive pas de nous y entraîner ; il nous explique clairement et sans formule mathématique les fondements physiques de sa théorie. Il entraîne son lecteur vers un voyage passionnant dans le passé de L'Univers.
