La beauté est dans l'oeil de celui qui regarde !

1 Je m'aperçois que j'ai transmis des idées fausses, et je présente des excuses : comme trop d'autres, j'ai expliqué que Robert Brown avait découvert le mouvement brownien en observant des grains de pollen : c'est vrai... et faux, comme je l'explique maintenant. &

2. On raconte qu'en 1828, le botaniste britannique Robert Brown (1773–1858) publia le manuscrit  A brief account of microscopical observations made in the months of June, July and August, 1827, on the particles contained in the pollen of plants; and on the general existence of active molecules in organic and inorganic bodies.
Cela est exact : l'article fut publié par le Edinburgh new Philosophical Journal : https://sciweb.nybg.org/science2/pdfs/dws/Brownian.pdf. 

3. Dans cet article, Brown explique qu'il a mis des grains de pollen de l'espèce Clarkia pulchella dans l'eau et qu'il les a observés, les voyant emplis de particules de  5 µm de diamètre environ, et qui bougeaient.
Il lui apparut que le mouvement ne résultait ni de courants dans le liquide, comme on le voit souvent quand on vient de déposer une goutte de liquide sur une lame, ni d'évaporation, mais des particules elles-mêmes. 

4. Là, pas d'erreur... mais le point clé, c'est que Brown a observé des particules dans les grains de pollens, et non les grains de pollen eux-mêmes. Car les grains de pollen, eux, ne bougent pas de façon visible ! 

5. La théorie du mouvement brownien, détecté effectivement par Brown, resta inexpliquée longtemps, parce que l'on n'avait pas la notion moderne de molécules et d'atomes. C'est le mathématicien français Louis Jean-Baptiste Alphonse Bachelier (1870 – 1946) qui, le premier modélisa le mouvement brownien dans sa thèse intitulée Théorie de la spéculation, en 1900. 

6. Puis, en 1905, Albert Einstein publia sa théorie, qui fut ensuite testée par le physicien Jean Perrin. 

7; Mais revenons à la confusion entre les grains de pollen et les particules ("granules") à l'intérieur de ces grains. En utilisant les équations d'Einstein, on peut calculer que les grains de pollen sont trop gros pour être observés. Einstein calcula en effet la constante de diffusion D du mouvement brownien  d'une particule en fonction du rayon  r de celle-ci et de la viscosité du milieu η et de la température absolue T (k est la constante de Boltzmann) :
D = k T/ 6 π η r 

8. Pour observer le mouvement brownien à l'oeil nu, il faut que la particule bouge rapidement. On calcule cela en déterminant la racine carré moyenne de la position, soit, pour un temps de 1 s, une distance de l'ordre de 10 nanomètres seulement, ce qui n'est pas visible avec les microscopes de table. Pour un temps 100 fois plus long, la distance parcourue est de l'ordre du dixième de micromètre. Pour que le déplacement, en une seconde, soit de l'ordre du rayon de la particule, on calcule un rayon de l'ordre de un micromètre... comme ce qu'a observé Brown. 

 

 Lisons bien les sources !

A propos d'évaluation par les pairs

Jeune scientifique, je m'offusquais un peu de l'évaluation par les pairs... et surtout quand elle conduisait à rejeter des manuscrits. J'étais conforté dans mon sentiment par de nombreux articles, éditoriaux, dans des revues scientifiques telles que Nature ou Science... 

Jusqu'à ce que je comprenne enfin que le processus est le meilleur qui soit, surtout s'il est en double anonymat et s'il est pratiqué par des gens de qualité. Car il y a lieu de penser aux (sains)  principes, avant de considérer les cas particuliers parfois médiocres. 

Pensons D'ABORD que ce processus d'évaluation par les pairs sert à améliorer la qualité des textes publiés. Pensons aussi qu'il enseigne aux plus jeunes à bien rédiger des textes scientifiques. 

Pensons aussi que nombre des arguments qu'on oppose ont été réfutés. C'est tout cela que je discute ici : N3AF, Editorial : Pourquoi l'évaluation par les pairs s’impose - Why peer review is needed, 2023, 15(2), 1-6; voir l'article (en open) sur https://www.academie-agriculture.fr/publications/notes-academiques/n3af-editorial-pourquoi-levaluation-par-les-pairs-simpose-why-peer"

La cuisine note à note recrée-t-elle des aliments à partir de produits chimiques ? La réponse est non

Hier soir, un groupe d'étudiantes intéressées par la cuisine note à note, qui proposaient comme définition : La cuisine note à note recrée-t-elle des aliments à partir de produits chimiques. Est-ce cela ? 

Non, mais l'erreur est vénielle, et, d'autre part, on peut toujours d'un petit mal un grand bien, à savoir donner des éclaircissements. Et puis, c'est une méthode toute simple : il s'agit seulement de se demander ce que signifient les mots. 

La cuisine ? C'est la préparation des aliments à partir d'ingrédients.
Et si la cuisine note à note a été nommée ainsi, c'est bien que c'est de la cuisine. Les ingrédients sont seulement différents de la cuisine classique ou même de la cuisine moléculaire. 

La cuisine note à note "recrée" des aliments ? Non, elle crée des aliments : à partir d'ingrédients, on construit des aliments, des mets, des plats. Bref, on cuisine.
Derrière cette petite erreur, il y a peut-être l'idée que l'on va faire de la carotte sans carotte, ou de la viande sans viande... mais cela n'est pas le cas. Le croire serait céder à un fantasme indu. Non, on crée, et l'on évite d'ailleurs de reproduire des carottes, des pommes ou des viandes... car cela n'a aucun intérêt : on a déjà les carottes, pommes ou viandes. 

La cuisine note à note a pour ingrédients des "composés chimiques" ? Là encore, il y a une erreur... parce que l'expression "composé chimique" est souvent mal comprise.
Je pars d'un exemple : l'eau. L'eau parfaitement pure est un "composé", à savoir qu'elle est faite de molécules toutes identiques, et faites chacune d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène. Quand cette eau vient du ciel, ce n'est pas un composé chimique, mais un composé naturel. Mais si un chimiste qui étudie l'eau la synthétise (je faisais cela à l'âge de six ans), alors elle devient un composé "chimique", ce qu'il serait plus intelligent de nommer un composé de synthèse. Oui, il y a des composés synthétisé par des chimistes, et des composés extraits du monde naturel. Cela étant, l'eau synthétisée peut être exactement la même que l'eau de la pluie.
Passons à plus compliqué : le sucre de table, ou saccharose. Il est extrait dans des usines à partir de betteraves. Là, on râpe les betteraves, on les chauffe dans l'eau, on concentre les jus en évaporant l'eau. Ce n'est pas un travail scientifique, pas un travail de chimiste, mais un simple travail technique. Le sucre n'est pas un composé chimique, mais un composé extrait de produits naturels. Mais le sucre a mauvaise presse, aujourd'hui, parce que des idéologues critiquent les "sucres ajoutés" : prenons donc un autre exemple, à savoir le sel, que l'on obtient en concentrant de l'eau de mer. Le sel n'est pas synthétisé, mais extrait.... Ah mais, pardon, le sel a également mauvaise presse.
Passons donc à l'huile, qui est faite de "triglycérides" (et non pas d'acides gras, comme le croient des ignorants qui causent trop de ce qu'ils ne comprennent pas toujours). Ces triglycérides ne sont pas synthétisés ; ce ne sont pas des composés chimiques... mais seulement des produits du pressage de graines ou de fruits (olives, noix, tournesol...).
La gélatine ? C'est un mélange de composés extraits de viande. Pas synthétiques, pas chimiques, donc. L'acide citrique, vendu comme additif ? Il est obtenu par fermentation, comme l'est la choucroute. Ce n'est donc pas un produit chimique. Et ainsi de suite ! 

Donc finalement, non, la cuisine note à note ne recrée pas les aliments à partir de composés chimiques. C'est une cuisine qui crée des aliments à partir de composés qui sont le plus souvent extraits des produits de l'agriculture.

Amusant de voir comment la chimie et la vie quotidienne reste séparées

Je me souviens de la visite d'un ami scientifique à la maison : il m'avait dit qu'il avait transporté dans son coffre une batterie de voiture et que celle-ci s'était renversée, de sorte que de l'acide sulfurique dans le coffre. Je lui avais demandé ce qu'il avait alors fait et il m'avait répondu qu'il avait nettoyé à grande eau. Erreur ! Car ainsi, il avait l'acide et en avait mis partout. Il aurait bien mieux valu qu'il saupoudre les parties atteintes avec du bicarbonate de soude : il y aurait eu une effervescence, et l'acide aurait été détruit. 

Dans la même veine, j'observe aujourd'hui que des amis à qui je propose de boire de l'acide chlorhydrique concentré neutralisé par de la soude caustique sont hésitants, alors même qu'ils sont chimistes. 

À la base de cette proposition il y a le fait que la soude neutralise l'acide chlorhydrique à condition que les quantités utilisées soient appropriées. Pour obtenir les bonnes quantités, ce n'est pas difficile : il suffit de partir d'acide chlorhydrique concentré, d'ajouter un peu de soude, de tremper une petite bandelette de papier pH dans le mélange, de regarder la valeur obtenue, et de continuer ainsi à ajouter lentement de la soude jusqu'à ce que le pH indiqué soit de 7 : on aura alors formé du sel, du chlorure de sodium, le sel de table. De sorte que la solution obtenue sera analogue à de l'eau salée, comme celle que l'on obtiendrait en mettant du sel dans de l'eau. 

Bien sûr, il faut être certain de ce que l'on fait, c'est-à-dire notamment utiliser de l'acide chlorhydrique et de la soude qui soit exempts de contaminants toxiques. Mais les laboratoires de chimie possèdent évidemment de tels produits, bien plus contrôlés que les aliments, d'ailleurs ! Et puis, si l'on veut être encore plus prudent, on peut recristalliser la soude dont on part, ou fabriquer soi-même la solution d'acide chlorhydrique en dissolvant du chlorure d'hydrogène gazeux dans l'eau parfaitement pure. 

Bref, il n'y a pas de difficulté à faire l'expérience et, pour un chimiste qui connaît l'usage du papier pH, il n'y a pas de risque. D'ailleurs, puisqu'il a une question de risques et non pas de danger, on peut encore minimiser les risques on ne buvant pas la solution saline concentrée que l'on a obtenu en neutralisant l'acide par la base, mais on diluant cette solution salée pour avoir une solution faiblement salée que l'on va boire. 

A vrai dire, dans le cas de la batterie de voiture comme dans le cas de cette expérience de neutralisation, je vois une séparation entre le monde de la connaissance et le monde quotidien. Au fond, je ne suis pas certain que ceux qui hésitent à mettre la science dans le quotidien aient vraiment bien compris la nature de cette dernière, la force de celle-ci, et cela me fait souvenir d'un professeur de physique d'un de mes enfants qui, après un calcul que j'avais proposé pour déterminer la sustentation d'une petite montgolfière expérimentale, avait dit à sa classe qu'il ne croyait pas aux calculs, mais aux expériences. Quoi, des doutes à propos de ce que l'on enseigne quotidiennement ? Pas étonnant, alors, que le public puisse douter de la science !

Répondre à un examinateur

Comment se comporter devant un examinateur ? 

 

Je propose deux cas : 

- celui où le candidat sait répondre à la question posée, 

- et le cas où il ne sait pas. 

 

1. S'il sait répondre, l'affaire est assez facilement réglée, mais attention à ne pas laisser une perle dans le fumier. Quand on sait répondre, on a intérêt à prendre le plus grand soin à bien mettre en valeur la réponse. Par oral, on ira droit au but, sans hésitations. Par écrit, on ne manquera pas de soigner l'écriture, la mise en page, l'orthographe... 

 

2. Si le candidat ne sait pas répondre, tout n'est pas perdu, car il y a toujours cette merveilleuse métaphore du taureau qui fonce quand on agite devant lui un torchon rouge : l'examinateur étant un enseignant, son but est de voir l'apprenant réussir à apprendre. Autrement dit, le candidat doit montrer qu'il a appris, même s'il n'a pas spécifiquement appris le point qui lui est demandé et qu'il ignore.
A savoir aussi : il y a des cas où l 'on veut un ordre de grandeur, et d'autres où l'on cherche une solution exacte. En début de réponse, bien se demander dans quel cas on est.
 

Plus généralement, il y a des points importants :
- ne pas sauter sur la réponse en coupant la parole à l'examinateur,
- et ne pas rester silencieux trop longtemps quand la question a été donnée.
Dans le premier cas, on montre qu'on n'est pas sûr de soi (surtout si on ne sait pas !), et, dans le second, on risque de faire penser qu'on est imbécile. Il y a un bon dosage à trouver : un temps de réflexion qui montre que l'on sait réfléchir, puis on répète la question posée, calmement, mot à mot, ce qui donne des pistes pour y réfléchir. 

- ne pas chercher à bourrer le mou de l'examinateur : rien n'est plus déplaisant que quelqu'un qui ignore la réponse à la question mais, avec beaucoup d'aplomb, cherche à nous faire croire qu'il sait. - prendre du recul... ce qui conduit parfois à trouver la solution qu'on ignorait. 

 

Et c'est là où ce billet peut (souhaite) être utile. 

Oui, répétons la question, en nous demandant d'abord - à voix haute- si l'on nous demande une solution formelle (des équations), ou bien un ordre de grandeur, ou bien un résultat numérique juste. Cela, c'est de la stratégie, et ça montre que l'on a du recul sur la question et sur l'examen en général. 

Puis il faut soliloquer (voir cela dans d'autres billets), à savoir prendre chaque mot de la question comme on prendrait un fil d'une pelote de laine : on dit le mot, on le considère (toujours à voix haute), et l'on dévide ce que l'on sait à propos de ce mot.
Par exemple, supposons que l'on soit interrogé sur la différence de température entre le bas et le haut de la tour Eiffel par un examinateur qui attend des calculs de thermodynamique classique, on peut évoquer les mots "hauteur", "atmosphère", puis penser (toujours à voix haute) que la pression diminue avec l'altitude, évoquer la relation des gaz parfaits, et, surtout, évoquer la thermodynamique classique, laquelle est une science qui considère des équilibres, et qui discute les phénomènes en termes d'énergie, et ainsi de suite : tout ce que nous aurons dit ne suffira pas à répondre la question, mais nous aurons montré que nous ne sommes pas totalement ignorants. 

Un exemple ? Soit la question « Combien de cheveux sur ma tête ? ».
Une mauvaise réponse est un « je ne sais pas », qui n'a que le mérite de l'honnêteté (2/20 ?).
Une autre mauvaise réponse est « dix millions », parce que c'est du bluff idiot.
Le mieux, c'est quand on analyse la question, qu'on la remâche. Des cheveux sur la tête ? On fait un dessin, on voit que les cheveux sont désordonnées et à des distances variées, donc on fait un modèle simplificateur, en les plaçant aux sommets d'un réseau, carré si possible. Puis on fait une hypothèse : disons que les cheveux sont espacés de un millimètre, ce qui en fait 100 par centimètres carré. A raison d'une tête de 20 centimètres par 20 centimètres, cela fait 400 centimètres carrés, et l'on triplera pour considérer la nuque et les côtés, soit 1200 centimètres carrés, soit finalement 120000 cheveux. Là, l'ordre de grandeur est bon, et il faudrait être mal intentionné pour récuser une telle réponse, surtout si elle est énoncée aimablement (autant être poli : cela ne coûte rien). 

Évidemment, il est bon de savoir que les meilleurs sont ceux qui savent répondre à toutes les questions... parce qu'ils ont déjà considéré toutes les réponses... d'autant que, s'ils étaient face à une situation nouvelle, ils seraient armés pour répondre, mais puisque tous ne sont pas ainsi, au moins, je serais heureux de contribuer à les aider.

L'objectif des sciences de la nature ?

Aurais-je fait une erreur en réduisant l'activité scientifique (je parle des sciences de la nature) à l'exploration des mécanismes des phénomènes ?  
En effet, la découverte des fullérènes ou du graphène, par exemple, semble ne pas relèver de cette catégorie, mais plutôt de la découverte d'objets insoupçonnés du monde.
Il y aurait donc lieu d'inclure les deux possibilités mais s'il y en a deux il y en a peut-être trois ?
Par exemple, que penser d'une nouvelle théorie, d'un nouveau concept, d'une nouvelle méthode? D'une certaine façon ce sont encore de nouveaux objets du monde, car les objets du monde sont perçus par nos sens et, de ce point de vue, ils sont théorisés.
Inversement, c'est bien en explorant les propriétés de la suie ou des composés présents dans l'espace que furent découvert les fullérènes, par exemple, de sorte qu'assigner aux sciences l'exploration des phénomènes correspond ipso facto à la découverte de ces objets.

Tant que j'y suis à mes révisions, faut-il que je change l'idée que j'ai de la méthode scientifique ?
L'analyse précédente montre que la première étape, à savoir dl'identification d'un phénomène, mérite d'être conservé. La deuxième aussi puisque la caractérisation quantitative est la base de notre travail. La troisième étape, également s'impose, car on ne manipule pas des nombres mais plutôt des relations entre ces derniers. Et, pour la réunion des équations en théorie, l'introduction de nouveaux concepts, je ne crois pas qu'il y ait à redire. Tester expérimentalement des conséquences théoriques ? C'est bien notre quotidien aussi :  nous devons valider, chercher en quoi nos théories sont insuffisantes.

De sorte que je j'ai l'impression que cette description de la méthode scientifique n'est pas exagérément fausse.
Je me souviens pourtant d'un ami cosmologiste qui y voyait à redire, au motif que le Big Bang n'aurait pas été expérimental en quelque sorte. Ce n'est pas juste car le rayonnement cosmologique et la recherche d'objet très anciens de l'Univers correspond effectivement une caractérisation du big bang.
Les théoriciens ? Au fond, ils sont dans la troisième étape.
Et je n'ai pas dit que tous les scientifiques doivent effectuer toutes les étapes : il y a de la place pour des compétences variées. Parfois, il faudra d'excellents expérimentateurs, qui se consacreront aux étapes les plus expérimentales. Parfois, il faudra d'excellents théoriciens, qui feront les travaux les plus théoriques.

A ce dernier propos, il faut observer que,  bien souvent, les recherches scientifiques produisent beaucoup de données par rapport à l'interprétation qu'on en fait : c'est une observation récurrente à laquelle les stages me conduisent.
Il y a donc à insister beaucoup sur cette étape et il y a certainement lieu de chercher une méthodologie de ces interprétations,  car si nos jeunes amis ne parviennent pas à les faire correctement, c'est que le projet ou la méthode ne sont pas claires.
D'ailleurs, nombre de publications scientifiques sont très insuffisantes de ce point de vue : les auteurs se contentent souvent de dire que leurs résultats sont conformes (ou pas) à ce qui a été observé précédemment. Mais, alors, quel est l'apport de leur travail ? Certes, une confirmation vaut mieux que rien, mais quand même, s'il n'y a pas de véritable nouveauté, faut-il publier ?
En réalité, je suis quasiment certain que c'est moins la nouveauté (expérimentale) qui manque, alors, que la théorisation !

Mais je me trompe peut-être...

Diderot, merveilleux Diderot

 Lettre de M. Denis Diderot sur l’examen de l’Essai sur les préjugés


Les erreurs passent, mais il n’y a que le vrai qui reste. L´homme est donc fait pour la vérité ; la vérité est donc faite pour l’homme puisqu’il court sans cesse après elle ; qu’il l’embrasse quand il la trouve ; qu’il ne veut ni ne peut s´en séparer quand il la trouve. [...]  Si le monde est plein d´erreurs, c’est qu’il est plein de scélérats prédicateurs du mensonge ; mais en prêchant le mensonge ils font à leurs dupes l’éloge de la vérité, mais leurs dupes n’embrassent le mensonge qui leur est prêché que sous le nom de la vérité ; il y a tant d’ennemis du vrai, du bon et du bien ; tant de fausses lois ; tant de mauvais gouvernements ; tant de mauvaises mœurs ; tant d’hommes qui trouvent leur intérêt dans le mal.
Tout mensonge attaqué est détruit et détruit sans ressource : toute vérité prouvée l’est à jamais.

Pâté ou terrine ?

 Un pâté est cuit dans une pâte, une terrine est préparée dans une terrine. Et le pâté de campagne, en conséquence, est souvent mal nommé par les charcutiers, parce qu'il n'y a pas de pâte. 

A ces évidences, certains - de mauvaise foi- ont voulu m'opposer que la chair d'une terrine de campagne était réduite en pâte... mais ils auraient mieux fait d'aller voir le dictionnaire, qui dit que le mot pâte désigne -depuis 1174 !- une  «farine détrempée et pétrie» (ETIENNE DE FOUGÈRES, Livre des manières, éd. Lodge)