Les Petites Pommes du Savoir

Le nouveau-né, quasi aveugle à la naissance ? Une idée reçue. Dès ses premières minutes de vie, il possède les fonctions visuelles essentielles pour interagir avec son environnement. Sa vision progresse ensuite de jour en jour : le bébé apprend alors à voir. Cette Petite Pomme met en avant l'importance de cette modalité sensorielle dès le premier âge dans tous les apprentissages et la nécessité de dépister et de prendre en charge le plus rapidement possible les troubles visuels qui peuvent survenir chez l'enfant.

Une Plus Grande Pomme par Guillaume Lecointre, concoctée pour accompagner la grande exposition « Darwin » à la Cité des Sciences, qui courra de 2015 à 2016. Un auteur bien connu pour sa Classification phylogénétique du vivant et dont le point de vue original sur la science de l'évolution n'est plus à démontrer. Un sujet bien d'actualité car les créationnistes n'ont hélas pas disparu... et Darwin non plus, bien heureusement. On découvrira en effet dans ce livre à quel point la théorie de l'évolution se vérifie dans notre vie de tous les jours, tout en continuant à être un sujet de recherches très active, avec de nombreux enjeux à la clé.

Peut-on mesurer l'intelligence ? Les tests de QI sont-ils vraiment adaptés à chacun ? Le QI correspond-il d'ailleurs à l'intelligence ? Si tant est que l'on puisse parler d'un type unique d'intelligence...

Ce qui, naguère, relevait de la science-fiction est en train d'advenir. Cosmétiques, produits alimentaires, peintures, vêtements : les nanotechnologies sont déjà au coeur de nos vies. Et ce n'est que le début : elles vont, dans un futur proche, investir d'autres domaines et non des moindres : la santé, l'énergie, l'environnement. Les avantages seront-ils supérieurs aux risques ? Et notre société en bénéficiera-t-elle vraiment ?

Des nanomachines capables de s'autoorganiser, de mimer le vivant, voire de le mécaniser, des puces électroniques remettant au goût du jour la tyrannie de Big Brother, des nanoparticules perturbant les écosystèmes et pénétrant même dans notre cerveau... ces scénarios catastrophe sont-ils irréalistes ou visionnaires ? Qu'attendre des nanotechnologies dont le grand public sait encore peu de choses mais dont on dit déjà et le plus grand mal et le plus grand bien ? Quels enjeux leur sont associés ? Quels risques ont d'ores et déjà été identifiés ? Quelles mesures conviendrait-il de prendre pour y parer, le cas échéant ?

Tout le monde parle du développement durable, à tout propos : politiques et ONG, industriels, urbanistes, agriculteurs... mais savons-nous bien ce que cette notion recouvre ? Et avons-nous les moyens de nos intentions ? S'il paraît en effet difficile d'admettre que le mode de développement actuel, en passe de s'étendre à la planète, puisse durer indéfiniment, existe-t-il des pistes pour sortir de cette impasse ? Avons-nous les moyens - et la volonté - d'éviter un devenir catastrophique ? Car le développement durable n'est pas une notion nouvelle : on en débattait déjà à la fin du XIXe siècle !

Cloner est-il immoral ? D'abord qu'est-ce que cloner ? Et que peut-on cloner ? Des bactéries, des animaux, des hommes ? Quels bénéfices en attendre ? Et quels dangers nous menacent ? Quelles sont les dérives possibles ? Qui peut avoir intérêt à cloner ? Clone-t-on déjà et qui ? Enfin, qu'appelle-t-on immoral ? Le comment et le pourquoi du clonage humain exposés d'une façon lumineuse et profonde pour que nous puissions réfléchir aux questions éthiques que ce sujet complexe, d'une actualité brûlante, soulève.

Comment l'ADN peut-il nous aider à remonter à la rencontre de nos ancêtres, proches ou lointains parents ? Que permet-il de plus que la paléontologie ou l'archéologie ? Que nous livre-t-il de la grande et de la petite histoire de l'humanité ? Mais que penser de l'intérêt croissant pour la biologisation de nos origines et des sociétés qui « vendent » des ancêtres à partir d'échantillons d'ADN ? Cela ne va-t-il pas à l'encontre d'une vision plus « métissée » de l'humanité ?

Métropole, mégapole, méga-région, mégalopole... la croissance des villes géantes est-elle sans fin ? Les grandes villes vont-elles finir par toutes se ressembler ? Comment fonctionne la « mécanique urbaine » ? Comment une ville peut-elle tomber en panne ?! Qu'est-ce qu'une ville « intelligente » ? De quels moyens les villes disposent-elles pour réagir au défi posé par le changement climatique? Et qui pour gouverner les métropoles?

Les robots sont des pièces métalliques et plastiques articulées, équipées de moteurs et de capteurs reliés à un ordinateur. Comment peut-on se poser la question de savoir si on peut être ami ou ennemi d'une telle quincaillerie ? C'est que notre imaginaire nourri, voire gavé, de livres, de films et de bandes dessinées de science fiction, nous les présente comme des êtres amicaux ou menaçants, mais toujours dotés d'une intelligence égale ou supérieure à la nôtre. Dans ce livre, l'auteur présente l'état actuel de cette technologie dont tout le monde semble savoir ce qu'elle sera dans plusieurs dizaines d'années sans vraiment avoir une idée de ce qu'elle est vraiment aujourd'hui...

L'eau est-elle réellement une ressource renouvelable ? Combien d'eau utilisons-nous au total ? Comment réduire les impacts des activités humaines sur les ressources ? Pourra-t-on un jour irriguer les plantes avec de l'eau de mer ? Reste-t-il des ressources d'eau inexploitées ?

Les idées reçues sur l'infériorité des filles en maths et en sciences sont toujours bien vivaces. Médias et magazines continuent de nous abreuver de vieux clichés qui prétendent que les femmes sont naturellement bavardes et incapables de lire une carte routière, alors que les hommes sont nés bons en maths et compétitifs... Or les recherches en neurobiologie n'en finissent pas de révéler les extraordinaires capacités de plasticité du cerveau qui se façonne en fonction de l'apprentissage et de l'expérience vécue. L'argument biologique souvent invoqué pour justifier une prétendue supériorité des hommes en maths et en sciences n'est plus tenable... À tous les âges de la vie, la plasticité du cerveau permet d'acquérir de nouveaux talents, de changer de centre d'intérêt... et même de devenir bon en maths ! Une Petite Pomme qui éclaire la question par la confrontation des faits scientifiques et des prises de positions partisanes.

Peut-on prévoir les tsunamis ? D'abord, qu'est-ce qu'un tsunami ? Comment se forme-t-il ? Peut-on échapper à ses vagues si particulières ? Comment déterminer où et quand se produiront les prochains tsunamis ? Et comment mettre en place une prévention efficace ?

Qu'y a-t-il dans un réacteur nucléaire ? Comment est-il construit ? Quel combustible utilise-t-il ? Quels phénomènes physiques son fonctionnement met-il en jeu ? Que produit-il ? Le fait-il en toute sûreté ?

La catastrophe de Tchernobyl a-t-elle été sous-évaluée ? Ses conséquences sanitaires se réduisent-elles à celles dont souffrent les victimes de l'irradiation aiguë et à un excès de près de 2000 cancers de la thyroïde chez les enfants ? Que penser d'un rapport de l'organisme des Affaires Humanitaires de l'ONU, qui évoque des millions de victimes et des milliers de morts ? L'approche épidémiologique d'un tel accident n'est-elle pas à reprendre de fond en comble ? L'épidémiologie analytique « classique » vise en effet à mesurer l'impact des irradiations au travers des relations entre la dose et l'effet, elle n'intègre pas, dans cette société fragilisée par l'effondrement du système économique, l'importance de l'angoisse, de la maladresse des services sanitaires et sociaux, des carences alimentaires et des diverses pollutions industrielles. Et pourtant, Tchernobyl, accident nucléaire majeur, est tout autant un désastre économique évalué à près de 500 milliards de dollars, et un désastre sanitaire en Belarus et en Ukraine.

Comment voyons-nous ? Ce que nous voyons est-il l'exact reflet de ce que perçoit notre oeil ? Quel rôle le cerveau joue-t-il dans ce processus ? Apprend-on à voir ? Comment aider ceux qui souffrent de troubles de la vision ? Peut-on vraiment recouvrer la vue après une longue période de cécité ?

Une Petite Pomme où il sera bien entendu question de protons, neutrons et électrons, de fission et de fusion, de molécules et de cristaux, mais aussi de matière et d'antimatière, de bosons et de fermions, du big crunch, et même de transmutation... Et la réponse à la question sera bien différente selon que l'on est chimiste, physicien nucléaire, physicien des particules... ou alchimiste. Une Petite Pomme qui nous entraîne bien au-delà de l'approche classique de l'atome.

Comment l'océan intervient-il dans la régulation du climat de notre planète ? Quel impact le réchauffement climatique en cours a-t-il sur son rôle de « poumon de la planète » ? Que montrent les études sur l'acidification des eaux océaniques ? Ce poumon peut-il s'essouffler ?

Bien loin de la version pessimiste et fantasmée du film Matrix, Rodolphe Gelin cherche à faire comprendre ce qu'est exactement la réalité virtuelle et comment fonctionnent les mondes virtuels. Grâce à des exemples simples, il nous montrera ce qu'il est possible de faire aujourd'hui et ce qui le sera demain.

Évelyne Gil nous propose d'accompagner les scientifiques dans leurs découvertes successives des étonnantes propriétés de la lumière laser, bien différente de la lumière du soleil ou de celle d'une ampoule. Une lumière singulière qui sert à des applications aussi diverses que la chirurgie, la lecture de CD ou de DVD, les télécommunications ou les hologrammes...

Avant de devenir mélodie, la musique est une succession de notes et de sons, étudiés par une science : l'acoustique. Celle-ci permet de décrire comment se crée le son au coeur de l'instrument. Et d'expliquer pourquoi tel son est audible et tel autre non ou encore pourquoi la même note jouée sur deux instruments distincts ne sonne pas de la même manière. Si l'acoustique musicale s'appuie sur la physique, qui nous permet de comprendre le son, phénomène de vibration, elle fait également appel à la physiologie et aux mathématiques.

La question peut paraître saugrenue mais la reproduction ovipare, avec ponte desdits oeufs, est vraiment l'une des grandes règles dans le monde animal. L'ornithorynque et les échnidés ne s'y sont pas trompés, mais il seraient bien les seuls parmi les mammifères... Est-on cependant sûr que les vivipares dont nous faisons partie ne pondent pas... à leur manière ? La première question consiste donc à se pencher sur ce qu'est un oeuf en biologie. D'autre part, existe-t-il sérieusement des mammifères avec une seule mamelle ? D'autres avec 30 ? Cette banale question d'oeuf en cache de bien plus étonnantes !

Pourquoi les rivières débordent-elles ? Mais après tout, pourquoi resteraient-elles dans leur lit ? Inondation et crue sont-elles la même chose ? Les rivières débordent-elles vraiment plus que par le passé ? Et est-ce dû au changement climatique ou aux actions humaines ?

Pourquoi le chat ronronne-t-il ? Est-il le seul félidé à ronronner ou ses cousins lions, ocelots, jaguars... en sont-ils capables eux aussi ? Mais d'abord, qu'est-ce que le ronronnement ? Comment le chat produit-il ce petit bruit que nous, humains, affectionnons tant ? Et pourquoi ?

Décossant le petit pois à la rondeur familière, François Vannucci nous plonge, cosse après cosse, toujours plus profond au coeur de la matière. Des molécules aux atomes et à leurs constituants élémentaires, chaque étape lui est également l'occasion de resituer les progrès de la connaissance de l'infiniment petit et de les relier avec ceux de l'infiniment grand. Mais la matière n'a pas encore livré tous ses secrets. N'est-ce pas le cas du boson de Higgs ?

Un peu d'indulgence pour les météorologues : prévoir le temps quand l'état de l'atmosphère varie sans cesse est une gageure ! En météorologie, en effet, aucune expérimentation en laboratoire n'étant possible, les météorologues en sont réduits à observer ce qui se passe, partout sur le globe, à mesurer, à toutes les altitudes, la pression, le vent, la température, l'humidité, et aussi bien, les nuages, la pluie ou la neige - tâche infinie ! Et ce n'est qu'ensuite qu'ils peuvent essayer de comprendre et, éventuellement, de prédire...

Qu'est-ce qu'un échantillon représentatif ? Un intervalle de confiance ? Selon quels critères établit-on un panel ? Peut-on s'apercevoir que les personnes interrogées ont menti, ou se sont trompées ? Peut-on réellement dresser un portrait de l'opinion publique ? À l'aide de nombreux exemples, ce petit livre apporte les connaissances indispensables pour lire un sondage... et le comprendre. En réfutant quelques idées reçues, mais en montrant également les limites de ce genre de procédé, cet ouvrage nous donne les outils nécessaires pour répondre à la question « Peut-on croire les sondages ? ».

Qu'appelle-t-on « biologie de synthèse » ? Comment transforme-t-elle la pratique des technologies du vivant ? Comment fait-elle évoluer notre perception du monde vivant et de ses origines ? Que change-t-elle à notre vie quotidienne ? Quel choix de société nous offre-t-elle ? Comment concilier ses bénéfices avec nos attentes ? La biologie de synthèse est un domaine en pleine émergence, dont le but est de concevoir de nouveaux systèmes inspirés par la biologie. Santé, environnement, énergie et matériaux : elle permet de developper de nombreuses applications industrielles dont le potentiel economique est considérable. Et bien évidemment, elle fait progresser les connaissances du monde du vivant. Comme toute approche innovante, la biologie de synthèse induit aussi de nouveaux débats et défis, qui devront être assumés en toute transparence. Chercheurs, citoyens et gouvernants ont chacun un rôle à jouer...

Pour calculer la masse totale de l'Univers, deux méthodes existent. On peut, à partir de la quantité de lumière reçue dans l'Univers, estimer la masse requise pour l'émettre : c'est ce que l'on appelle la masse « lumineuse ». On peut aussi estimer la masse nécessaire pour communiquer aux étoiles les vitesses observées : c'est ce que l'on appelle la masse « dynamique ». Problème : la masse dynamique est cinq à dix fois supérieure à la masse lumineuse ! Ce désaccord se résout simplement si l'on suppose que la plus grande partie de la matière - 80 à 90% - n'émet aucun rayonnement électromagnétique, qu'elle est donc « noire »... De nombreux indices, dans des domaines très variés de l'astrophysique, laissent même supposer que cette matière est de nature distincte de la matière lumineuse... La découverte d'une particule de matière noire constituerait un événement considérable : plusieurs expériences la traquent en continu...

On le sait, les contraintes pesant sur l'offre et la demande d'énergie sont fortes, mais notre avenir énergétique repose-t-il uniquement entre les mains de l'économie et de la géopolitique ? Non : la science et la technologie peuvent, tôt ou tard, changer la donne. À plusieurs reprises dans le passé, en effet, des « ruptures » scientifiques et techniques ont changé radicalement les modes de production et de consommation de l'énergie. Quelles seront alors, à l'horizon 2050, les ruptures ouvrant la voie à de nouvelles filières énergétiques ou à de nouveaux modes de consommation de l'énergie ? Grands thèmes abordés : la problématique des moteurs du futur et des nouveaux carburants ; l'énergie nucléaire ; la filière photovoltaïque ; le stockage et la distribution de l'électricité par des réseaux adaptés ; énergie de demain/société de demain. Des repères concrets pour discuter transition et de mix énergétiques.

Le rayonnement cosmique est une pluie de particules qui bombarde la Terre en permanence. A été découvert il y a un siècle, au moment où l'infiniment petit commençait tout juste à se dévoiler. Des particules absentes de la matière ordinaire y furent découvertes, ce qui contribua à révolutionner notre vision du monde. Le rayonnement cosmique est aujourd'hui traqué aux quatre coins du monde, dans l'espoir de percer les mystères qui l'entourent encore. Car, bien qu'il soit aussi important que l'air que l'on respire, qu'il ait certainement joué un rôle dans l'apparition et l'évolution de la vie sur Terre, on ne sait toujours rien de son origine... Quels sont les phénomènes qui permettent de donner aux particules infiniment petites qui le composent des énergies macroscopiques ? Des protons ont en effet l'énergie d'une balle de tennis lors d'un ace à Roland Garros ! En trente ans, l'astronomie en rayons gamma a permis de dévoiler des phénomènes qui pourraient être à l'origine du rayonnement cosmique. Les restes de supernovæ en sont les sources les plus probables dans la Galaxie. Quant aux énergies extrêmes, elles doivent être produites dans des phénomènes extragalactiques parmi les plus violents de l'Univers.

Dans Ilium, Dan Simmons imagine que les physiciens de l'Institut de Paris ont, à la suite d'une malencontreuse expérience, laissé s'échapper un trou noir microscopique qui, avant de se précipiter vers le centre de la Terre, a détruit une part non négligeable de Paris, appelé désormais « Paris Crater ». Les physiciens de tous pays rassemblés au CERN autour du LHC pourraient-ils déclencher la destruction de la Terre, voire de l'Univers entier ? Mais quel lien y aurait-il entre le plus puissant accélérateur de particules au monde et ces dévoreurs de matière, bien plus imposants que notre Soleil ?