Miscellanées scientifiques du mois d'octobre

ce mois ci, rappel de la théorie de la communication et de sa principale équation, le séquençage du génome du blé, un rappel de la figure éminente qu'a été la premiére épouse d'Albert Einstein, l'exploration franco niponne de Mercure, un livre sur les algorithmes "probablement aproximation correct"

L'équation du mois : la théorie de la communication de claude shannon

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Voila une des formules qui a changé le monde dans lequel nous vivons Elle s'inscrit dans un ensemble de recherches qui fondent la "théorie de la communication" qui tente de rendre compte de la notion d'information au travers du concept d'information inventé pour cette occasion. Claude Shannon, son initiateur est un mathématicien et un physicien, membre des "Bells labatorys", à l'époque le plus grand laboratoire de recherche dans les domaines de l'électronique et des télécommunication. Et c'est dans le cadre des problémes techniques de cette discipline que la théorie mise au point par Shannon va s'inscire. Il s’agit d’améliorer la circulation de l’information dans des canaux de capacité limitée, d’optimiser les méthodes de stockage et d’échange de l’information, de numériser et de comprimer des signaux. Mais ces éléments sont observés sous leur aspect mathématique physique.

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un des résultats les plus notables de cette théorie est la notion d'entropie de l'information : à l'instar du phénoméne de l'entropie, issue de la théorie thermodynamique, l'entropie de l'information désigne le mécanisme qui conduit à une dégradation de l'information. cette dégradation est entrainée par deux phénomènes courants dans les transmissions électronique : le phénoméne du "bruit" et celui des pertes de transmission. 

Elle conduit à envisager la transmission de l'information sous la forme canonique représentée ci dessous qui servira bian au dela du secteur de connaissance dont il est issu : dans de multiples disciplines des sciences de la nature ou de la société on utilisera ce modéle "simple et efficace" encore utilisé aujourd'hui.

 

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Mais cet article n'aurait pas eu l'influence qu'il continue encore d'avoir si il s'était borné à ce constat : Claude Shannon va trouver des solutions à ces problémes de perte de qualité de l'information qui font encore autorité, en s'attachant à l'efficacité tecbnique et opérationnelle. En particulier il établira que la méthode la plus efficace de transmission de l'information consiste à la digitaliser, à la représenter sous forme binaire. C'est ainsi qu'on verra pour la premiére fois apparaitre la notion de "bit" (pour "binary digit")  Bit signifie encore « petit morceau » ou bien « particule » en anglais. Le bit est l’unité binaire, élémentaire et atomique de l’information dont la définition relève de la logique.Le bit et son grand frére l'octet (l'octet est un ensemble de 8 bits regroupé pour constituer un "mot" binaire) sont omniprésent

La découverte du mois : le séquençage du génome du germe de blé

Le Consortium International de Séquençage du génome du blé a annoncé avoir réussi la mission qu'ils s'étaient fixé rendu difficile par la longueur hors norme de ce génome, 30 fois plus grand que celui du riz et cinq fois plus grand que celui de l'homme. Les agronomes français ont participé de façon notable a cette découverte, en particulier avec le role déterminant de l'INRA (institut national de recherche agronomique) mais aussi de plusieurs universités françaises.

Ce résultat remarquable l'est aussi parce que l'analyse a porté également sur l'étude systématique des protéines en relation avec le décodage du gène. Il y a évidemment une utilité "technique" a ce résultat et on annonce dés maintenant l'identification probable de "gènes d’intérêts" agronomique pour l’intérêt et l’amélioration de l’espèce et de sa culture. Ce résultat d'ailleurs ne passe pas forcément par l'invention de nouveaux OGM  Mais c''est également une étape majeure au plan fondamental, pour comprendre le fonctionnement et l'évolution de ce génome complexe. Pour l'instant, on peut déjà compter avec la localisation précise de plus de 107 000 gènes, parmi lesquels des gènes potentiellement impliqués dans la qualité du grain, la résistance aux maladies ou la tolérance à la sécheresse. Elle a également permis de développer plus de quatre millions de marqueurs moléculaires dont certains sont déjà utilisés dans des programmes de sélection.

Au-delà de son intérêt pour l'amélioration variétale, cette séquence permet également de mieux comprendre ce génome qui compte parmi les plus grands et les plus complexes du règne végétal. Il est ainsi possible d'étudier l'organisation des gènes et la régulation de leur expression ou encore d'élucider les mécanismes évolutifs ayant façonné ce génome depuis sa formation, il y a environ 10 000 ans.

Madame Einstein, scientifique oubliée

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La premiére épouse d'Albert Einstein était méconnue, et son role dans l'élaboration des travaux de son époux inconnu. En 1987 la publication des lettres échangées entre le scientifique génial et Mileva Marić font l'effet d'une bombe. Ils révélent en effet des échanges d'une haute teneur intellectuelle entre les deux amoureux. Ils révélent également une face sombre d'Albert Einstein contraignant sa jeune épouse a abandonner son premier enfant sous pression des convenances et parce que sa fille est handicapée. Cela précipitera son divorce, montrant un Albert Einstein particulièrement peu à son avantage. Le fait est établi : on peut être un génie et un parfait mufle.  Il abandonnera quasiment ses trois enfants et fera à son ancien amour une réputation usurpée de quasi idiote (alors que les souvenirs des étudiants ayant croisé le couple à zurich au début du XX siécle montrent une femme d'une particuliére intelligence.  C'est sans doute en raison de cette image peu ragoutante exposée à l'opinion publique  que les exécuteurs testamentaires d’Einstein et sa belle-fille se sont opposés à leur publication (une action en justice contre Hanz Albert a été intentée en 1958, à propos de la divulgation de ces lettres, par Otto Nathan, Helen Dukas et Margot Einstein, qui ont gagné leur procès).

Au dela de ces peu flatteurs souvenirs, la vie de Mileva Marić qui nous est contée dans un roman a l'impeccable style sensible et  pénétrant nous permet de découvrir les luttes et les difficultés pour une femme au début du XX siécle pour s'investir dans les sciences. Son destin fait figure d'exemple sous la plume de Marie Benedict.

Marie Benedict Madame Einstein Presse de la cité Février 2018

Découvrir mercure

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Ce mois ci une mission d'exploration de Mercure, la planète la plus proche du soleil est prévue pour le samedi 20 octobre La mission BepiColombo a été lancée par l’Agence spatiale européenne et ses partenaires japonais

L’objectif est de mieux comprendre Mercure, car c’est la planète du Système solaire qui a été la moins explorée parmi les planètes telluriques. « La mission fournira des informations sur l’évolution d’un système solaire, et notamment sur la manière dont se forment et évoluent les planètes qui, dans des systèmes exoplanétaires, gravitent à proximité de leur étoile », commente l’ESA.

Plus spécifiquement, le module européen étudiera la surface et l’exosphère tandis que le module japonais se concentrera sur la magnétosphère. Pour cela, le premier embarque onze instruments scientifiques et le second cinq.

Le voyage vers Mercure sera rendu d'autant plus difficile que cet astre est trés proche du soleil, dont il subit l'influence et qui développe des forces de gravités trés importantes. Pour échapper à l'attraction du soleil, le navire spatial devra utiliser sans arret un systéme de freinage utilisant des processus d'assistance gravitationnelle mais aussi l'utilisation de "propulseurs ioniques" particuliérement efficaces. Le voyage durera 7 ans et BepiColombo parcourera 9 milliards de kilométre en raison des détours nécessaire au navire pour utiliser l'assistance gravitationnelle.

Le livre du mois : Probablement approximativement correct

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Les livres traitant d'apprentissage automatique et d'intelligence artificiele pullulent ces derniers temps, et le sujet est indubitablement à la mode. Celui ci est tout a fait original de par son traitement et des questions qu'il pose. Spécialiste des algorithmes d'apprentissage et travaillant réguliérement avec des scientifiques spécialistes des sciences de la vie, l'auteur expose ses recherches via une vaste réflexion sur la question du vivant par le biais de l'apprentissage. Il évite tout appareillage conceptuel et mathématique ardu et peut etre lu par quiconque a une culture générale Au final un bouquin passionnant pour les questions qu'il pose, et sur lequel je reviendrais propablement en détail

quatriéme de couverture :

Comment la vie a-t-elle pu se développer dans un monde complexe et inconstant ?

Comment faisons-nous pour prendre continuellement des décisions, sans l'appui d'une théorie et à partir d'informations incomplètes et hasardeuses ?

Comment font les animaux ?

Dans Probablement approximativement correct, Leslie Valiant nous propose une synthèse magistrale de l'apprentissage, de l'évolution et de l'intelligence. La clé : les algorithmes d'apprentissage. Ceux-ci sont aujourd'hui au coeur des applications d intelligence artificielle, mais bien plus que cela, ils sont au coeur du vivant.

Les organismes calculent : qu'on pense à la façon dont l'ADN régule l'activité des cellules De même l'adaptation par sélection naturelle n'est qu'un apprentissage automatique : s'adapter, c'est, par un mécanisme complexe mettant en jeu plusieurs générations, apprendre de l'environnement. Apprentissage à partir de l'environnement encore, les comportements individuels et collectifs qui permettent aux animaux de survivre et de prospérer.

Quant aux concepts nécessairement imprécis qui sont le produit des apprentissages sans théorie, c'est sans doute pour les traiter que s'est développée l'intelligence humaine : ce qu'on appelle le bon sens.

La théorie que Valiant présente dans ce livre extrêmement ambitieux inspirera nombre de chercheurs. Elle montre en même temps comment la nature nous a mené jusqu'ici et où la technologie va nous conduire ensuite, et elle éclaire déjà des questions fondamentales, comme le débat sur l'inné et l'acquis ou les possibilités réelles et les limites de l'intelligence artificielle.

Leslie Valiant, Probablement Approximativement Correct Edition Cassini Aout 2018

les trois jeux du mois :

Trouvez le mot de passe.

Vous voulez pénétrer dans les locaux de médiapart, impasse Brulon. Evidemment, il y a la méthode brutale "Enfoncez cette porte", à la Mélenchon. Mais comme vous etes calmes, vous constatez que les visiteurs passent devant le gardien, qui leur donne un nombre et à qui ils répondent avec un autre. Et si le nombre est bon, le gardien les laisse passer.

Fabrice Arfi est le premier Le gardien lui dit "trois", il répond "cinq", le gardien le laisse passer. Il est suivi d'Antoine Perraud Le gardien lui dit un, Perraud répond deux. Arrive Rachida El Azzouzi le gardien lui dit cinq, elle répond quatre et elle rentre.

C'est à votre tour : le gardien dit sept, que lui répondez vous ?

Trouvez le mot de passe (2)

Rentrant dans les locaux médiapartiens, vous êtes conduit dans le bureau d'Edwy Plenel Celui ci vous montre un coffre fort et vous explique qu'il s'agit du "coffre a secret" de Macron, récupéré on ne sait pas comment (Edwy Plenel sait comment, mais il ne le dira pas !) Seulement il ignore son code secret, qui en permet l'ouverture Seul un "mode d'emploi" est disponible mais notre moustachu préféré n'est pas un matheux

voila le mode d'emploi

"dans la phrase en italique, compléte les blancs en donnant les chiffres correspondants, qui doivent rester cohérent Les chiffres dans l'ordre te donneront alors le code en les lisant de haut en bas"

dans cette phrase le nombre d'occurences

de 0 est de ___

de 1 est de ___

de 2 est de ___

de 3 est de ___

de 4 est de ___

de 5 est de ___

de 6 est de ___

de 7 est de ___

de 8 est de ___

de 9 est de ___

Une histoire de pendules

un journaliste de médiapart (que je ne citerais pas, je ne veut pas lui faire avoir des ennuis !) quitte tous les jours l'impasse brulon à 17h00 précise. Il ne dispose que de deux horloges, l'une lhorloge A avance de 9 minutes par heures et l'autre, l'horloge B de 12 minutes par jour

l'horloge A indique 18H07, l'horloge B indique 18H36

Le journaliste pourra t il quitter les locaux ? Quelle heure est il en réalité ?

 Edit : suite à l'intervention d' Isabeille, j'ai rétabli la ponctuation sur la citation du quatriéme de couverture du livre de Leslie Valiant "Probablement approximativement exact"

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