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CouvPocheIndispensables
J'ai créé ce blog lors de la sortie de mon livre "Les Indispensables mathématiques et physiques pour tous", Odile Jacob, avril 2006 ; livre republié en poche en octobre 2011 (achat en ligne) (sommaire du livre).
Je développe dans ce blog des notions de mathématiques et de physique à destination du plus large public possible, en essayant de susciter questions et discussion: n'hésitez pas à laisser vos commentaires!

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Indispensables astronomiques

Nouveauté octobre 2013, mon livre "Les Indispensables astronomiques et astrophysiques pour tous" est sorti en poche, 9,5€ (éditions Odile Jacob, éidtion originale 2009). Comme mon premier livre (Les Indispensables mathématiques et physiques), c'est un livre de notions de base illustrées avec des exemples concrets, s'appuyant sur les mathématiques (géométrie notamment) pour l'astronomie, et sur la physique pour l'astrophysique. Je recommande vivement sa lecture.

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20 octobre 2009 2 20 /10 /octobre /2009 07:07
Je souhaite élargir le spectre de mon blog (tout en restant scientifique comme vous le voyez dans l'expression ci-avant), j'espère que les lecteurs me suivront. Mon intérêt pour l'alterscience (cf. mon séminaire EHESS) m'amène à lire divers ouvrages, et il ya longtemps que je souhaitais relire Bouvard et Pécuchet (dernier roman de Flaubert, publié un an après sa mort en 1881). Je vous fais partager un extrait amusant, notamment la dernière phrase. Les deux compères tentent de percer les secrets de la météorologie pour améliorer l'état de leurs cultures peu florissantes :

Pour se connaître aux signes du temps, ils étudièrent les nuages d'après la classification de Luke-Howard. Ils contemplaient ceux qui s'allongent comme des crinières, ceux qui ressemblent à des îles, ceux qu'on prendrait pour des montagnes de neige – tâchant de distinguer les nimbus des cirrus, les stratus des cumulus ; les formes changeaient avant qu'ils eussent trouvé les noms.
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Published by Alexandre Moatti - dans Science en littérature
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29 septembre 2009 2 29 /09 /septembre /2009 13:19
Il pleuvait un peu ce soir-là, la limace était sortie, mais sur le sol de la terrasse son sens de la géométrie était... aigu.
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27 septembre 2009 7 27 /09 /septembre /2009 15:13

Le récent texte BibNum est un texte de sciences de la vie, de médecine (çà arrive, parfois !). C'est Paul Broca (1824-1880) qui découvre, en opérant un aphasique, que son cortex cérébral (couche superficielle du cerveau) est endommagée dans la partie frontale gauche.

Il avance ainsi l'hypothèse, qui sera largement confirmée, de la latéralisation des fonctions au sein du cerveau : jusqu'en 1860, on pensait que le cerveau agissait en "tout-indifférencié". On connaît maintenant la latéralisation des fonctions, comme le langage dans l'hémisphère droit et la vision dans le gauche.

Concernant l'aphasie dite de Broca, liée à une zone frontale gauche donc, c'est une aphasie de type musculaire : elle vient du fait que (figure) la zone qui commande aux muscles de la bouche et du pharynx – dans la zone commandant aux muscles en général – est endommagée. Le malade ne peut plus articuler de son.

Représentation stylisée (dite de Penfield) de l'homoncule moteur humain, dans la frontale ascendante du cortex cérébral. Si on stimule électriquement un point de cette surface, cela produit un mouvement dans la partie du corps correspondante. On constate la taille relativement importante de la zone correspondant aux muscles buccopharyngiens (qui interviennent dans l'articulation du langage).


L'auteur R. Bauchot me confiait qu'une des ses collègues professeurs de Paris VI avait eu un AVC (accident vasculaire cérébral) : elle a perdu toute possibilité d’élocution et est paralysée de tout le côté droit. Mais quand on lui présente un texte avec des fautes (voulues) de vocabulaire, de grammaire ou de style, elle les souligne sans ambiguïté. Cette aphasie est purement motrice, elle empêche non la conception mais l'articulation du langage.

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Published by Alexandre Moatti - dans BibNum
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20 septembre 2009 7 20 /09 /septembre /2009 12:18

Mardi 15 septembre a eu lieu un événement scientifique important dont vous n'entendrez pas parler dans vos gazettes, bien que cela eût pu faire l'objet d'un reportage au JT de France 2 ! C'était, au Palais de la Découverte, le soir, la finale européenne de EUCYS European Union Contest for Young Scientists. Ce prix, lancé par la Commission Européenne, existe depuis vingt ans et, pour la première fois, avait lieu en France, de samedi 12 à mardi 15 septembre.

150 jeunes de 14 à 20 ans, amateurs de science, et venant d'une trentaine de pays ! Répartis en équipes de 1 à 3 issues de concours nationaux (en France c'est le concours C.Génial, ouvert chaque année aux lycées et collèges, qui assure la sélection pour EUCYS).

 

L'équipe turque (Betsi Levi 15 ans & Reysi Rodikli 16 ans), titulaire du prix Total pour un projet sur la géothermie.


Quelques échantillons du palmarès de la finale de mardi 15 septembre, en vrac, pour vous en donner une idée de son caractère européen. Les premiers prix sont allés à deux Irlandais, deux Polonais et un Suisse… à noter que ce dernier, Fabien Gafner – un "savant" solitaire mais talentueux – a emporté deux autres prix, dont le prix EADS, pour son prototype d'avion avec marche arrière. L'équipe française de l'institut Fénelon à Grasse (Alpes-Maritimes), a obtenu le second prix de l'Union européenne, avec son projet "Capter un clin d'œil cosmique" (détection d'exoplanètes par la méthode du transit, PDF). Le prix EDF est allé une équipe lituanienne, le prix Total à deux jeunes filles turques (photo). Le prix de la région Ile-de-France est allé à une équipe tchèque.  L'autre équipe française, du lycée Raymond Naves à Toulouse, a gagné avec son projet "La danse des ferrofluides" le prix du CEA.


Claudie Haigneré, présidente du Palais de la Découverte, en remettant les prix, a dévoilé le nom de projet du futur ensemble Palais de la Découverte – Cité des sciences : c'est M21, comme "le musée du 21e siècle". Enfin, Pierre Encrenaz, membre de l'académie des sciences, président de Sciences à l'École, organisateur en France du concours EUCYS, a conclu en donnant rendez-vous à tous à EUCYS Paris dans vingt ans, et en passant la flamme du concours pour 2010 au Portugal …


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19 septembre 2009 6 19 /09 /septembre /2009 16:34
Tiré d'un remarquable livre, Léon Brillouin, Vie, Matière et observation (1959, malheureusement non réédité depuis) - un remarquable auteur, aussi, Brillouin, physicien et mathématicien, ci-après une boutade sur le sens des mots en science ; Brillouin a largement contribué à la notion d'information > ce qui donné l'informatique - il s'interrogeait donc sur l'information contenue dans le langage (le langage parlé est un langage, comme le langage informatique) :

"Sinus" a un sens défini pour un mathématicien, et signifie tout autre chose en anatomie .... La trigonométrie ignore les sinusites et le médecin ne s'occupe pas du cosinus !
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16 septembre 2009 3 16 /09 /septembre /2009 10:14

Le récent texte BibNum porte sur "la puissance motrice du feu" de Sadi Carnot (1824). Titre quasi-poétique mais qui résume bien la problématique de l'époque pré-électrique ou pré-dynamo : on chauffe avec du feu des chaudières qui font marcher des machines, quelle puissance recueille-t-on ? A partir de cette simple question Sadi Carnot (1796-1832), le fils de Lazare Carnot, va concevoir une théorie entièrement nouvelle – la thermodynamique.

Plusieurs éléments humains ou scientifiques m'ont marqué dans ce texte émouvant:

1)    la pratique précède la théorie : les machines de Watt fonctionnent avant que naisse leur théorie. D'un point de vue théorique, Carnot élabore une vraie conception intellectuelle ex-nihilo, à l'égal voire plus radicalement nouvelle que celle de Newton ou celle d'Einstein. Il a "soulevé un coin du voile", comme dirait ce dernier.


2)    La différence fondamentale qu'ébauche ce texte entre le travail mécanique (F×l) ou hydraulique (mgh) et le travail de la chaleur – plus complexe, avec la notion d'entropie que Carnot esquisse et que Clausius formulera vers 1850.

3)    Le rappel des expériences assez récentes à l'époque, température qui diminue avec la pression (ex. en montagne la pression atmosphérique est plus faible donc la température aussi) ou qui augmente avec la pression (exemple actuel de la pompe à vélo qui chauffe) – l'auteur utilisera ces résultats pour imaginer les quatre étapes de son "cycle de Carnot".

4)    Le rendement maximal calculé par Carnot, entre le travail collecté (par la machine) et le travail introduit dans le système (par le chauffage); "la puissance motrice du feu" connaît ainsi une valeur limite r = 1 – T2/ T1, ou T1 est la source chaude et T2 la source froide. Ainsi, pour une machine de l'époque, T2 = 20°C = 293K source froide (ruisseau) T1= 100°C = 373K (eau bouillante), le rendement est limité à 21%.

5)    Malgré le 1) ci-dessus (la force et la nouveauté de la théorie), mais peut-être à cause de cela – l'incompréhension qu'a recueillie l'article de Carnot à sa parution. La page Wikipedia (article de qualité) relève qu'aucun des cours de machines professés à l'époque (Poncelet, Coriolis, Morin, …) ne relève et ne diffuse les résultats de Carnot. Ce n'est qu'en 1834, deux ans après la mort de Carnot, que Clapeyron exhume et commente ses résultats, puis Clausius en Allemagne. Si l'expression galvaudée "il est mort tombé dans l'oubli" signifie quelque chose, on peut la lui appliquer… d'autant qu'en tant que physicien il est souvent confondu avec son père Lazare Carnot, et il n'a même pas pu se faire un prénom, car celui-ci lui est ravi par son neveu, le président de la République Sadi Carnot assassiné en 1894 !

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Published by Alexandre Moatti - dans BibNum
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7 septembre 2009 1 07 /09 /septembre /2009 21:35

Dans le texte BibNum de Foucault (1819-1868) que nous venons de publier (en fait sa thèse de 1853), j’ai été notamment intéressé par le miroir tournant. Il est conçu pour Foucault par le physicien-horloger Louis Breguet, et est capable de tourner jusqu’à 800 tours/s. Ce Louis Breguet (1804-1883) est le grand-père de l’avionneur Louis Breguet (1880-1955) – voir descendance LB sur Wikipedia.

 

Ce miroir de précision qui tourne à grande vitesse permet, grâce au dispositif imaginé par Foucault, de " démultiplier " la distance l = 4m existant entre un autre miroir et celui-ci. Le temps mis par la lumière pour franchir cette distance n’est pas mesurable ; en revanche le décalage de la mire obtenu par ce dispositif vaut d = 8πlnr/c, où n est le nombre de tours (500 trs/s), r = 3 m est la distance entre la mire et un objectif, est tout à fait mesurable : d= 0,5 mm. C’est en ce sens que le dispositif, qui est tel que d est proportionnel à n × l , démultiplie la distance l et permet la mesure de la vitesse de la lumière dans un appareil de 4 m de diamètre… Ingénieux, non ? Ce Foucault, en plus de son pendule et de son gyroscope, un sacré inventeur !  

Sur l'image, le miroir tournant est tout petit, juste au centre.
(image Observatoire de Paris, site
http://www.foucault.science.gouv.fr/)

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Published by Alexandre Moatti - dans BibNum
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2 septembre 2009 3 02 /09 /septembre /2009 18:29

Le texte BibNum récemment paru est consacré au coronographe de Lyot. D’abord Lyot (1897-1952), un sacré bonhomme, c’est important de le faire mieux connaître : un type sympathique, hors du milieu scientifique traditionnel – en fait un ingénieur, à l’origine ; il se prend de passion pour le site du Pic du Midi de Bigorre et son observatoire – on l’imagine plus souvent là-haut dans les neiges qu’à faire des salamalecs aux collègues à Toulouse ou à Paris.


Ensuite le coronographe – un  nom compliqué mais un concept assez simple, et surtout rendu effectif par Lyot. Mettre un disque noir dans un télescope pour ne voir que la couronne et non l’astre était une idée que bien d’autres avaient eue, mais Lyot réussit à annihiler les effets perturbateurs, la diffraction dans le télescope et les différents types de diffusion ; rappelons ces derniers ici, ce sont parmi les points que je retiens de ce texte :

1) La diffusion de la lumière solaire par les molécules d’azote et d’oxygène de l’atmosphère terrestre – c’est elle qui explique la couleur bleue du ciel (précédent billet)

­2) La diffusion de la lumière solaire par des corps de plus grosse taille comme les molécules d’eau des nuages – à l’inverse de la précédente elle est indépendante de la longueur d’onde – c’est elle qui explique la couleur blanche des nuages

­3) La diffusion instrumentale, par les lentilles du télescope lui-même ! (Lyot dans son texte donne une belle image des tâches de lumière parasite sur une lentille, allez voir). Et là j’admire le montage inventé par Lyot – n’ayez pas peur du schéma c’est assez simple.


Regardez surtout les angles. Au lieu d’un simple carton noir vertical en B, Lyot met un miroir argenté légèrement incliné en J, évacuant la lumière parasite à travers une ouverture K (avec un angle choisi, aussi), sans oublier l’ouverture K’ à droite pour évacuer la lumière réfléchie en K. De la belle ouvrage, non ?

Au fait, n'oubliez pas le précédent billet Flammes du Soleil, et le remarquable documentaire de 1953 sur Lyot et ses flammes.

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Published by Alexandre Moatti - dans BibNum
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20 août 2009 4 20 /08 /août /2009 18:36
Je crée une nouvelle catégorie, BibNum, qui suivra plus ou moins régulièrement les parutions sur le site BibNum dont je m'occupe : à chaque fois j'essaierai de donner certains éléments qui ont retenu mon attention dans un texte historique, ou dans son commentaire.

Nous avons récemment publié un texte de 1710 de Leibniz sur sa machine à calculer, dans le prolongement du texte de Pascal (1645) sur sa machine à calculer la "pascaline".  A noter que Leibniz avait déjà présenté son modèle dans son jeune âge, en 1673 à vingt-sept ans (Pascal à vingt-deux ans la présentait au chancelier Séguier).

La machine de Leibniz présentait une innovation, à savoir une partie mobile distincte d'une partie fixe : la partie mobile était décalée cran par cran quand on effectuait une multiplication, exactement comme lorsqu'on pose une multiplication sur papier (mais le fait-on encore ??). Ce qui donne (photo Yves Serra, machine TIM décalée d'un cran pour poser le deuxième chiffre de l'opérande) :
Dans son texte, Leibniz estimait qu'avec sa machine "les calculs pouvaient être menés à bien par un petit enfant"...

Autre chose qui a, entre autres, retenu mon attention dans ce dossier : signalée par Yves Serra, une belle vidéo expliquant comment on posait les multiplications à l'époque, alla gelosia (par fenêtres, du nom italien gelosia, jalousie au sens de fenêtre) : voir cette vidéo de Thierry Baruch (Real Player, fichier .mov).

A vous de voir sur ce dossier BibNum consacré à la machine de Leibniz ce qui vous intéressera.

Voir aussi le
dossier que nous avions consacré à la chaînette de Leibniz (1691).
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Published by Alexandre Moatti - dans BibNum
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4 août 2009 2 04 /08 /août /2009 09:45
Je suis en train de travailler sur un article de l'astronome Bernard Lyot pour le site BibNum, et j'ai trouvé un lien remarquable vers une vidéo de 1953 en hommage à Bernard Lyot, intitulée "Flammes du Soleil", montrant l'observation des protubérances solaires grâce au "coronographe" de Lyot.
Ce documentaire scientifique se trouve sur le site du CERIMES : c'est justement l'organisme qui produit Science.gouv et BibNum (j'assure la direction de publication de ces deux sites), et qui dans les années 1950 (c'est l'ancien SFRS service du film de la recherche scientifique) produisait de tels films - belle continuité dans la diffusion de la culture scientifique sur plus de cinquante ans.
Vous apprécierez je pense les "r" catalans du commentateur l'astronome Paul Couderc (la prrrotubérance trrroublée dégage des prrrojectiles...)
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Alterscience (janvier 2013)

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Récréations mathéphysiques

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Mon dernier ouvrage est sorti le 14 octobre 2010 : Récréations mathéphysiques (éditions Le Pommier) (détails sur ce blog)

Einstein, un siècle contre lui

J'ai aussi un thème de recherche, l'alterscience, faisant l'objet d'un cours que j'ai professé à l'EHESS en 2008-2009 et 2009-2010. Il était en partie fondé sur mon second livre, "Einstein, un siècle contre lui", Odile Jacob, octobre 2007, livre d'histoire des sciences (voir billet sur ce blog, et notamment ses savoureux commentaires).

Einstein, un siècle contre lui