Les différentes interventions des conférenciers(1) du Congrès international "Physique et Conscience", organisé à Paris le 9 et 10 décembre derniers par l'Académie européenne interdisciplinaire des sciences sont aujourd'hui disponibles sur le web.

Extrait de la présentation du congrès : "Les réflexions sur la pensée scientifique ont suscité des recherches approfondies sur le fonctionnement cérébral, mais il aura fallu attendre le milieu du XXe siècle pour que commence à tomber le tabou sur l'étude scientifique des activités mentales de la conscience. (...) Les progrès de l'imagerie et le développement de nouveaux modèles en neurologie et en science cognitives font que, d'année en année, l'horizon des savoirs s'élargit et que le paysage des neurosciences cognitive se modifie. Une nouvelle mise à jour des connaissances s'impose."

(1) Florin Amzical (Université Laval, Québec), Daniel Andler (ENS), Gilbert Belaubre (Président de l'AIES), Alain Berthoz (Collège de France), Michel Bitbol (CREA, Ecole Polytechnique), Pierre Buser (Professeur de médecine, membre de l'Institut), Michel Cabanac (Université Labal, Québec), Alain Cardon (Université du Havre, LIP 6 Paris VI), Gilles Cohen -Tannoudji (AEIS, CEA), Claude Debru (ENS), Stanislas Dehaene (CEA, Collège de France), Pierre-Gilles de Gennes (Institut Curie), Jean-Blaise Grize (Université de Neuchatel, Suisse), David Hansel (Faculté de médecine Paris V), Denis le Bihan (CEA, Hôpital Frédéric Joliot), Pierre Marchais (chef de service psychiatrie), Jean Petitot (CREA, Ecole Polytechnique), Alain Prochiantz (ENS)

Pour en savoir plus
http://webcast.in2p3.fr/physiqueetconscience

Est-ce un événement? La chose paraît tellement loin des préoccupations des Français s'intéressant à la science qu'elle ne mériterait pas d'être évoquée, si l'affaire n'avait pas été à ce point médiatisée.
Le juge fédéral John Jones du tribunal de Harrisburg, Pennsylvanie, a déclaré le 20 décembre qu'il était "inconstitutionnel, au nom de la séparation de l'Eglise et de l'Etat, d'enseigner le dessein intelligent comme une alternative à l'évolution dans une classe de sciences d'une école publique". Il a fallu 6 semaines de procès avec experts et contre-experts pour arriver à cette décision de bon sens.
Mais il s'agissait d'un conflit idéologique de grande ampleur opposant les scientifiques aux chrétiens conservateurs eux-mêmes soutenus par le Président G.W.Bush. Bien que lui-même chrétien conservateur, le juge Jones a qualifié d'ineptie stupéfiante la décision du lycée de Dover, mettant sur le même pied l'ID et le darwinisme.

L'affaire en restera-t-elle là. On peut craindre de nouvelles offensives des "défenseurs des valeurs chrétiennes" curieusement alliés via de nombreux intérêts disposant de beaucoup d'argent, avec des fondamentalistes islamiques. L'administration fédérale, si anxieuse de lutter contre le terrorisme, ferait bien d'y regarder d'un peu plus près avant de prendre fait et cause pour eux. En France, le Parlement veut dicter aux historiens le contenu de ce qu'ils doivent enseigner. Aux Etats-Unis, la justice défend la science face aux intrusions de la politique.

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Un blog sur la Singularité
JPB 21/12/05

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Un site pour expliquer la "systémique"
JPB 21/12/05

On sait que la systémique, ou science des systèmes, est généralement considérée comme obscure sinon peu scientifique. Le concept de système lui-même est susceptible de multiples emplois. Ce n'est pas une raison pour refuser d'y réfléchir. Le site Teri VAU http://www.terivau.org en propose une approche qui se veut à la fois ludique et savante. Il est en cours de construction, mais mérite la visite. C'est l'oeuvre d'une jeune ingénieure-système de 24 ans, Catherine Garaudel. Certes, certains regretteront l'abus d'images animées inutiles et l'appel à de trop nombreux documents en .pdf. Mais ce travail parvient à montrer que la pensée systémique est bien préférable, au moins dans la vie pratique, à ce que l'on appelle la pensée linéaire. Exemple simple trouvé sur le site: "Trois oiseaux sont sur une branche. Un chasseur pointe son fusil, tire et tue l’un des oiseaux. Question : combien d’oiseaux reste–il sur la branche ? Réponse: aucun, les deux survivants se sont envolés.".

Le problème de fond demeure. Que peut être le statut épistémologique du concept de système? Les systèmes sont-ils des réalités du monde, extérieures à l'homme ou ne s'agit-il que de créations de l'esprit humain, analogues aux images que construit notre cerveau en recevant les photons recueillis par nos yeux?

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Des écrans spatiaux en forme de toiles d'araignées
JPB 20/12/05

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Un futur programme "Epigénome humain"
JPB 18/12/05

Après le programme Génome Humain, va-t-on voir se mettre en place un programme complémentaire qui s'appellerait "Epigénome humain". Un certain nombre de généticiens américains, s'intéressant particulièrement aux causes pouvant induire l'apparition de tumeurs cancéreuses, considèrent que les mutations altérant le capital génétique ne sont pas seules à prendre en considération. Pour Stephen Baylin, cancérologue à la Johns Hopkins University de Baltimore, Maryland, les changements "épigénétiques" sont aussi importants que les mutations de fragments de l'ADN pour initialiser un processus cancéreux. Ils résultent d'un processus appelé méthylation au cours duquel une petite molécule s'attache à l'ADN sans changer la séquence génétique mais avec la possibilité de bloquer l'expression d'un gène. On définit en effet la méthylation comme une modification de l'ADN qui modifie l'expression des gènes et qui est impliquée dans la différenciation cellulaire. Elle est étudiée depuis quelques années, mais l'idée de l'Human Epigenome Project serait d'en observer systématiquement les effets. Les changements épigénétiques peuvent en effet avoir une influence non seulement sur la production de cancers mais sur de nombreuses autres maladies, y compris dans le domaine des désordres neurologiques. Les cellules souches feraient également appel aux processus épigénétiques qui leur permettent d'activer ou d'inhiber leurs gènes lorsqu'elles se spécialisent.

Chaque type de cellule humaine est dotée d'un "appareillage" épigénétique. L'identifier permettra de mieux cibler les médicaments susceptibles d'interventions spécifiques. Ainsi pourraient être mises en lumière des parties de ce que l'on appelle le côté obscur (the dark side) du génome. Plusieurs recherches se sont développées ces dernières années pour explorer le volet épigénétique de chromosomes isolées. L' Human Epigenome Project aurait pour but de rassembler ces recherches et de les coordonner. Encore faudrait-il que le programme soit budgété. Les US National Institutes of Health ont décidé de financer la réalisation d'un Atlas du Cancer (The Cancer Genome Atlas) qui devrait comporter un volet épigénétique, mais cela ne sera pas suffisant, disent les promoteurs du programme Epigénome Humain

Pour en savoir plus
Sur la méthylation, voir http://www3.sympatico.ca/diane.demers/methadn/
La DNA Methylation Society http://www.dnamethsoc.com/
Article News Nature http://www.nature.com/news/2005/051212/pf/051212-13_pf.htm

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L'Europe spatiale en assistance respiratoire
JPB 15/12/05 )

Réunis les 5 et 6 décembre à Berlin, les ministres représentant les 17 pays membres de l'Agence spatiale européenne, dont le Canada (ESA) sont parvenus à un accord qualifié par eux d'«historique» sur l'avenir de l'Agence de 2006 à 2010. Cet accord est également considéré par les observateurs comme un début de prise en compte par l'ensemble des pays européens de l'importance stratégique de l'espace.

Nous ne serons pas pour notre part aussi optimistes (voir notre article dans ce numéro). Beaucoup reste à faire, non seulement sur le plan budgétaire mais sur le plan des esprits, pour que les Européens comprennent que sans une politique affirmée de souveraineté spatiale, ils ne pèseront guère dans les décennies prochaines face aux Etats-Unis, plus que jamais décidés à affirmer leur domination globale. Face également à la Chine et à l'Inde, nouveaux entrants eux aussi décidés à faire de l'espace un domaine essentiel de souveraineté.

NB : Notons que la réunion ne concernait pas les questions du spatial européen de la défense, pourtant indissociable désormais de l'espace à finalité civile.

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Le cerveau dans une assiette
JPB/CJ 13/12/05

Brain-in-a-dish, le cerveau dans une assiette... Ainsi a été nommé le "cerveau" mixte réalisé par Thomas DeMarse, 39 ans, professeur assistant au département d'ingénierie biomédicale à l'Université de Floride et directeur du laboratoire de robotique et de computation neurales (Neural Robotics and Neural Computation Laboratory). Un grand nombre d'articles ont été écrits ces jours-ci sur cet exploit, car le scientifique, avec un sens aigu de la communication, a réussi à faire piloter un simulateur de vol d'un avion de chasse (F-22 ) par ledit cerveau.

Le disposittf comprend quelque 25.000 neurones vivants prélevés dans un cerveau de rat et cultivés dans une boîte de Pétri, laquelle contient aussi une grille de 60 microélectrodes reliées à un micro-ordinateur. Les neurones placés en désordre dans la boîte ont rapidement appris à se reconnaître eux-mêmes et à s'interconnecter, formant un réseau neuronal vivant, ceci jusqu'à devenir une unité logique de calcul. Les électrodes permettent d'adresser des informations venant de l'extérieur à ce système de neurones formels et de recevoir les informations provenant de son activité, le tout en relation avec les programmes de l'ordinateur.

Lorsque le simulateur de vol(1) a été connecté via ce dispositif au réseau de neurones, il a envoyé des informations sur les conditions de vol de l'avion, lesquelles, soumises à un humain dans les conditions d'emploi normales du simulateur, appellent de sa part des mesures de correction en cas de modifications anormales des paramètres du vol horizontal. Or, selon Thomas DeMarse, le cerveau de rat a progressivement appris à contrôler le vol comme l'aurait fait un humain, en analysant les données reçues et en corrigeant les ordres de vol dans un processus en feed-back constamment amélioré.

Pour les scientifiques, le contrôle de l'avion n'est évidemment pas assuré par un seul neurone, mais par l'ensemble. Il s'agit d'une "propriété émergente" de milliers de neurones connectés à un "corps" extérieur composé de l'ordinateur et du simulateur. On peut penser que les milliards de neurones du cerveau d'un animal vivant ont pu au cours de l'évolution de chaque espèce faire émerger les capacités de calcul permettant à cette espèce de contrôler son comportement dans son environnement. Des câblages ont été sélectionnés et transmis par l'hérédité. D'autres complètent les précédents au cours de l'apprentissage du jeune.

Ajoutons ici qu'il s'agit dans cette expérience de reconstituer des contrôles moteurs simples réalisés par un tissu nerveux lui-même extrêmement simplifié. Tout laisse à penser que sur un tel modèle, les "représentations" qui dans les organisations corticales à plusieurs étages sont générées, "émergent" elles-aussi, en accompagnement de l'activité des neurones sensori-moteurs n'ont pas pu se former dans le cerveau de rat étudié. Mais est-ce bien certain? Certains "neurones-miroirs" ne seraient-ils pas apparu, observant l'activité des autres? Il faudra certainement, dans des expériences futures, étudier de telles possibilités, avec la formation de structures hiérarchiques.

On voit en tous cas l'intérêt de ces expérimentations, qui ne demandent pas des moyens budgétaires énormes. Le laboratoire de Thomas DeMarse a reçu un contrat de 500.000 dollars de la NSF, ce qui serait à la portée du CNRS, si l'on s'intéressait en France à de telles questions fondamentales. On devine les multiples suites possibles qui vont être données à l'expérience relatée.

(1) L'avion virtuel est équipé d'une caméra à bord qui fournit des informations visuelles par l'intermédiaire de stimulation dans le réseau neurologique, alimentant dans celui-ci des informations sur l'horizon créé par le simulateur. Les neurones analysent et traitent les données, envoyant alors des signaux aux gouvernes de l'avion. Le défi est ici de déterminer un algorithme qui traduisent constamment ces signaux de manière à assurer un vol stable.

Pour en savoir plus
Page de Thomas DeMarse : http://www.bme.ufl.edu/newsroom/spotlights/detail_spotlight.php?SPOT_id=1
Article de Virtual Medical Worlds http://www.hoise.com/vmw/04/articles/vmw/LV-VM-11-04-29.html

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Exploration spatiale télérobotique
JPB 11/12/05

On connaît mal en France le Centennial Challenge, concours organisé par la Nasa depuis le début de la décennie, destiné à encourager les recherches non conformistes sur de nombreux thèmes intéressant l'exploration spatiale sous ses diverses formes. Ce concours est doté de prix atteignant chaque année plusieurs dizaines de millions et est ouvert à tous, notamment aux petites entreprises et laboratoires innovants. On ne peut que regretter l'absence d'une telle formule en Europe, sous la responsabilité de l'Agence spatiale européenne. On imagine l'effet d'entraînement qu'elle pourrait avoir sur un certain nombre de chercheurs prêts à créer des start-up afin d'exploiter des idées en rupture avec le consensus académique ambiant, et qui ne trouvent pas, outre une écoute sympathique, les quelques centaines de milliers d'euros leur permettant de commencer à décoller.

Aujourd'hui, la Nasa offre deux prix de 250.000 dollars pour encourager l'utilisation des robots dans l'exploration planétaire et la construction automatique. Selon la revue NewScientistSpace, le premier, intitulé Telerobotic Construction Challenge, cherche à promouvoir des robots semi-autonomes pouvant construire des structures compliquées avec un minimum d'assistance humaine. Ceci signifie que les robots devront pouvoir rassembler des pièces mécaniques dispersées sur une aire de démonstration en utilisant leurs seuls capteurs sensoriels. Ils seront cependant pilotés par des opérateurs humains distants, mais ceux-ci ne verront les objets qu'à travers les capteurs du robot. De plus les ordres qu'ils enverront subiront un retard de transmission analogue à celui imposé par la communication avec un astre distant. Les spécialistes de la Nasa estiment que si de tels robots peuvent assembler efficacement des structures complexes, la construction des futures stations lunaires en sera considérablement facilitée.

Le second concours vise à obtenir un engin aérien sans équipage (drone) capable d'explorer des terrains inconnus en ne se guidant que sur des repères visuels. L'engin devra aussi pouvoir mettre en oeuvre un dispositif capable de prélever des échantillons du sol. Ce second type de robot est destiné à opérer sur des astres disposant d'une atmosphère, telle que celle dont est doté Titan, un satellite de Saturne.

Les travaux devraient commencer en 2007 et durer environ deux ans. La première sera administrée par la Spaceward Foundation de Mountain View (Californie), la seconde par le California Space Education and Workforce Institute de Santa Monica.

Ceci montre que tant la Nasa pour l'exploration spatiale que la Darpa concernant les systèmes militaires, comptent de plus en plus sur les possibilités des robots pour accomplir des tâches que des hommes seront longtemps incapables de faire, même en tenant compte de l'évolution technologique. On ne peut que regretter par comparaison l'état de jachère où est laissée la robotique, en France mais aussi (dans une moindre mesure) en Europe.

Notons cependant que les défis n'aboutissent pas toujours, du moins immédiatement. C'est ce qui est arrivé à un prototype destiné à tester le principe de l'ascenseur spatial, qui n'a pas vraiment réussi à décoller. Mais les promoteurs ne comptent pas abandonner.

Pour en savoir plus
Le Centennial Challenge http://exploration.nasa.gov/centennialchallenge/cc_index.html
Sur l'ascenseur spatial, voir l'article de NewScientistSpace http://www.newscientistspace.com/article/dn8203

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Nouvelles avancée dans le domaine de l'information quantique
CJ 07/12/05

Les chercheurs canadiens de l'Institut de Calcul Quantique (ICQ) de l'Université de Waterloo viennent de réaliser des avancées majeures en matière d'informations quantiques qui pourraient bientôt révolutionner le monde de l'informatique : c'est ce que montre l'étude dirigée par Raymond Laflamme, directeur de l'ICQ, publiée récemment dans la revue Nature(1)..
Si Raymond Laflamme a déjà prouvé qu'il est possible d'élaborer des ordinateurs quantiques, il est maintenant essentiel de mieux connaître les sources de bruit dans les dispositifs quantiques et de trouver la meilleure façon de contrôler les erreurs. En utilisant la résonance magnétique nucléaire, l'équipe de scientifiques a ainsi cherché à expliquer comment le calcul quantique utilise les lois qui gouvernent les atomes et les molécules, résultats qui permettraient de rendre le traitement de l'information quantique encore plus performant que nos ordinateurs actuels.
Les chercheurs ont ainsi découvert qu'un élément clé de cette étude était d'initialiser des porteurs d'information quantique (qubits) tout en maîtrisant leur température. Pour cela, ils ont appliqué une nouvelle technique de refroidissement algorithmique, appelée "Heat-Bath Algorithmic Cooling", qui permet de générer des spins hautement polarisés et pourrait donc améliorer la force du signal en spectroscopie de la résonance magnétique nucléaire. La méthode combine des transformations réversibles et irréversibles avec l'environnement, en utilisant des techniques simples de calculs quantiques pour améliorer de façon considérable la polarisation des spins, bien au-delà des résultats précédemment obtenus avec la théorie de l'information de Shannon.

Pour en savoir plus :
Nature 438 du 24 novembre 2005, pages 470 à 473 : Experimental implementation of heat-bath algorithmic cooling using solid-state nuclear magnetic resonance, par J Baugh, O. Moussa, C. A.
Ryan, A. Naya et R. Laflamme [lire l'abstract
Institute for quantum computing : http://www.iqc.ca
Page web de Raymond Laflamme : http://www.iqc.ca/people/rlaflamme/
Voir aussi notre article du 29 janvier 2005 :
Pour un grand programme européen, l'ordinateur quantique

Giove A, premier satellite Galiléo, sur le départ
JPB 01/12/05

L'Esa annonce le départ du satellite GIOVE A, premier de la série des Galiléo, non pour l'espace mais pour son site de lancement à Baïkonour. Le satellite, à partir du Centre de conditionnement de l'Esa en Hollande (Estec, European Space Research and Technology Centre) qu'il a quitté par la route puis par avion le 29 septembre, sera placé sur un lanceur Soyouz Fregat russe. Le lancement définitif est prévu pour fin décembre.

Ce satellite et son double Giove B, en cours de conditionnement, constituent les éléments d'un dispositif de validation en orbite (Galileo In-Orbit Validation ou IOV) qui a pour objectif de vérifier l'ensemble des dispositifs techniques, de démontrer la faisabilité de l'émission des coordonnées spatiales et temporelles permettant la précision de localisation recherchée (moins de 50 cm d'indétermination) et de sécuriser les gammes de fréquences utilisées.

Giove A a été développé par l'entreprise Surrey Satellite Technology Ltd (UK). Galileo Industries (GaIn) développe de son côté le satellite Giove.B. GaIn est un consortium européen comprenant Alcatel Alenia Space (F/I), Astrium (D/UK) et Galileo Sistemas y Servicios (E). Il sera lancé en 2006 après passage par l'ESTEC.

La phase suivante de Galileo IOV consistera à déployer 2 autres satellites, l'ensemble précédant les 30 satellites représentant le système Galiléo complet. On appréciera l'effort de coopération entre nombreux industriels et personnels européens que représente l'ingénierie et le management d'un tel système. Il était temps que les premières opérations en vol se précisent, grâce à la pression mise sur les Etats bailleurs de fonds par l'Esa. Certains observateurs commençaient à douter de l'avenir du système européen.