Il est inhabituel qu'une idée mathématique se diffuse dans la société. C'est pourtant le cas avec la théorie du chaos, popularisée grâce à l'effet papillon, selon lequel le battement d'ailes d'un papillon au Brésil pourrait provoquer une tornade au Texas. Depuis Galilée et Newton, la physique et les mathématiques sont traversées par cette question du déterminisme. Si la science semble d'abord en état de tout prédire, elle doit reconnaître, vers la fin du XIXe siècle, l'infinie complexité du monde et l'impossibilité pratique de prévoir le futur en fonction du présent. Étienne Ghys restitue ici le cheminement de grands scientifiques et nous fait toucher du doigt, toujours de manière très accessible, la portée conceptuelle de l'abstraction mathématique.

Henri Poincaré (1854-1912) fut l'un des plus grands savants de son temps, sans doute le dernier à avoir dominé et fait progresser tous les domaines ou presque des mathématiques et de la physique théorique. Il crée ainsi plusieurs branches inédites des mathématiques comme la topologie algébrique et les systèmes dynamiques, et ouvre la voie à la théorie des fonctions de plusieurs variables complexes et à celle des développements asymptotiques. Il rénove complètement la mécanique céleste, découvrant à cette occasion le chaos déterministe. C'est aussi l'un des pères de la théorie de la relativité restreinte. En philosophie des sciences enfin, il lègue une pensée très féconde. C'est sur cette oeuvre extraordinaire qu'une vingtaine de mathématiciens et physiciens de renom se sont penchés. Accessibles pour l'essentiel dès l'entrée en master, leurs contributions soulignent la puissance et la modernité des travaux d'Henri Poincaré, source d'inspiration inépuisable pour les doctorants et chercheurs, comme l'a rappelé l'attribution en 2006 de la médaille Fields à Grigori Perelman pour sa démonstration de la conjecture de Poincaré formulée quelque... cent ans plus tôt.

Sommes-nous guidés par le hasard ou par le destin ? Une histoire du déterminisme, de Newton jusqu'aux développements les plus récents de la théorie du chaos. Isaac Newton prévoit le mouvement des planètes Depuis Galilée et Newton, la physique et les mathématiques sont traversées par la question centrale du déterminisme : est-il possible de prévoir le futur à partir du présent ? Newton met au point un outil mathématique qui permet de prédire le mouvement des objets et des planètes. Ce faisant, et jusqu'au XIX siècle, il donne un élan d'optimisme conquérant à la science qui semble en état de résoudre tous les problèmes. Henri Poincaré s'interroge sur le temps qu'il fera demain Le déterminisme triomphant rencontre cependant ses limites au XIXe siècle, laissant la place à la théorie des probabilités. Devant l'infinie complexité du monde, Henri Poincaré propose une approche plus modeste, plus qualitative. De l'impossibilité pratique de prédire le futur en fonction du présent, le temps qu'il fera demain par exemple, est née la théorie du chaos. Elle sera développée tout au long du XXe siècle et jusqu'à nos jours, notamment par Edward Lorenz. Étienne Ghys nous invite à une promenade scientifique Le mathématicien Étienne Ghys raconte ici cette histoire du déterminisme et de la théorie du chaos, mais aussi ses ramifications philosophiques - Sommes nous guidés par le destin ou le hasard ? Chemin faisant, et toujours de manière très accessible, il nous fait toucher du doigt la portée conceptuelle de l'abstraction mathématique.