Les tests de QI mesurent en réalité... la naïveté et l'ignorance des mathématiques

 Un, deux, quatre, huit... Quel est le suivant ? Vous avez dit seize, mais, en réalité, il fallait répondre en 1013. 

Un autre : 1, 1, 2, 3, 5, 8, 13, 21... Et le suivant ? Vous avez répondu 34, ayant observé que chaque terme est la somme des deux termes précédents, et vous avez tort : il fallait répondre 1013. 

Alors, encore un autre : 1, 2, 4, 6, 3, 4, 6... Quel est le suivant ? Je sais que vous avez répondu 1013, mais réponse était 724. 

 

Analysons. Dans tous ces cas, qui sont analogues aux questions posées dans les tests de QI, on veut éprouver notre sens logique. Mais c'est ignorer que, par une suite finie de points, on peut faire passer un nombre infini de courbes, et que la multiplication par deux pour le premier cas, ou la suite de Fibonacci pour le deuxième exemple, etc., ne sont que des cas très particuliers qui ne sont ni plus simples n'est plus logique que d'autres. Par une suite infinie de points, on peut faire passer un nombre infini de courbes et toutes peuvent avoir leur justification. 

 

C'est là une leçon que la nature donne régulièrement aux scientifiques qui font des mesures : la nature n'a pas toujours choisi la solution la plus simple, la plus logique (de notre point de vue), et nous devons bien scruter les phénomènes pour rechercher les mécanismes. 

 

Mais je m'égare. Pour en revenir aux tests de QI, nous sommes en droit de répondre ce que nous voulons à ces tests... du moment que nous savons justifier notre réponse, mais il faut savoir que cette réponse sera très idiosyncratique, et qu'il vaut mieux répondre au hasard, puisque le nombre de réponses possibles est infini. 

En pratique, je doute (mais c'est sans doute une présomption idiote de ma part, pardon si certains sont éclairés) que vos examinateurs sachent que leurs tests sont naïfs à ce point. Évidemment, lors d'un entretien d'embauche, il vaut peut-être répondre quand même par la réponse attendue, mais vous n'y perdrez par si vous expliquez pourquoi la question ne teste que la connaissance de certaines régularités élémentaires, alors que vous êtes bien au-dessus de cela. Et puis, si votre interlocuteur se vexe, ce sera la meilleure démonstration qu'il ne vous mérite pas, qu'il ne faut absolument pas aller travailler avec cette personne, qui joint la naïveté à l'ignorance et à un amour-propre exagéré. 

 

Ne travaillons jamais avec des salauds !

Si la notion de molécule est inconnue du public, comment celui-ci pourra-t-il décider raisonnablement de l'utilisation d'organismes génétiquement modifiés ?

 
Dans un billet précédent, je discutais ce fait essentiel : les « petits marquis » (on pourrait dire aussi « les intellectuels coupés du reste du monde ») que sont certains d'entre nous doivent être conscients que, en première approximation « le monde » ne comprend pas ce qu'ils font. 

Je ne dis pas, évidemment, avec morgue ou supériorité, que le public est ignorant, mais je dis qu'il ne connaît pas les sciences. Il a pourtant d'autres connaissances. 

Par exemple, un confiseur sait parfaitement le degré exact de changement de la matière qu'il travaille, quand il fait un fondant... mais il ne sait pas résoudre des équations ; et, inversement, un physicien serait bien incapable de faire un feston en sucre filé. De même pour un ébéniste, un garagiste... 

 

Toutefois c'est un fait que notre monde est plein de techniques avancées, pour lesquelles des choix doivent être faits collectivement. Et c'est un fait que les objets techniquement avancés ne sont « compréhensibles » que si l'on dispose de connaissances scientifiques que peu ont, malgré les efforts admirables de l'Education nationale. 

 

Bref, le public connaît mal les sciences et les technologies : c'est un fait. Or, dans un billet précédent, j'avais pris l'exemple de la différence entre composé et molécule, très généralement incomprise en dehors du cercle des chimistes. Nous devons tirer les conséquences de l'observation selon laquelle cette différence n'est pas comprise/connue : si le public ignore ce qu'est une molécule, comment pourrait-il comprendre ce qu'est l'ADN ? Du coup, comment peut-il comprendre ce que sont les OGM ? Et si le public ne « comprend » pas ce que sont les OGM, comment peut-il rationnellement refuser une technique qu'il ignore (car beaucoup « refusent » l'utilisation des OGM, ou des PGM (plantes génétiquement modifiées)) ? Soyons plus positifs : comment expliquer à notre entourage ce qu'est l'ADN, afin que les décisions prises collectivement le soient en connaissance de cause ? 

 

L'ADN étant une molécule dans une cellule, l'expérience semble devoir montrer qu'il faut d'abord expliquer ce qu'est une cellule. Je ne suis pas certain (on aura compris qu'il s'agit là d'une figure de rhétorique) que l'ensemble de nos concitoyens savent que les levures (pas les poudres levantes !) sont des cellules, de petits sacs vivants ! 

Vivants ? L'explication est difficile mais on n'aurait pas tort, je crois, de commencer par dire que la possibilité d'une reproduction est essentielle. Évidemment je n'utiliserais pas le mot « reproduction » si je veux me faire comprendre, parce qu'il a plus de trois syllabes, et je préfère me contenter de dire qu’une cellule est un objet petit, visible au microscope et qui, à la bonne température et en présence de nutriments (là, il faut expliquer), grossit, grossit encore, puis se divise en deux objets identiques au premier. Mieux encore, je ne crois pas inutile de montrer, encore et encore, des images de cette division ou, mieux, des films ! Par exemple, j'ai trouvé ceci : <a href="www.snv.jussieu.fr/vie/images_semaine/imagealaune_38/imagealaune_38.html">www.snv.jussieu.fr/vie/images_semaine/imagealaune_38/imagealaune_38.html</a> 

 

Cela étant fait, sans oublier notre objectif (expliquer ce qu'est l'ADN), pourquoi ne pas nous limiter, dans un premier temps, à interroger nos amis -au lieu de leur déverser des connaissances ex cathedra - en leur demandant comment la division qu'on leur a montrée a pu avoir lieu ? 

La notion de molécule étant acquise (voir le billet antérieur), ne pourrait-on alors indiquer (OK, le chemin est long) comment un simple bricolage permettrait de construire une cellule, par exemple à l'aide de ces molécules de lécithine, dont on pourrait faire une vésicule ? 

Puis, d'autre part, à partir de l'idée de molécules, ne pourrions-nous pas arriver à celle d'ADN, et, mieux encore, à celle d'ADN auto reproducteur ? Il resterait alors à mettre un ADN auto reproducteur dans une vésicule auto reproductrice et l'on aurait... l'objet que je rêve de voir un jour, à savoir une cellule vivante artificielle. 

Je sais qu'un tel exploit ne réfutera pas le vitalisme, mais en associant la présentation de cette réalisation à des idées sur le mouvement moléculaire d'origine thermique, je crois que nous aurions avancé.

Des podcasts audio et audiovisuels

 
L'animation scientifique et technologique ne doit pas faiblir ! Pour contribuer aux débats publics, pour donner au public les clés des choix collectifs éclairés, il faut sans doute que les scientifiques et les technologues expliquent des notions dont ils sont familiers, mais qui restent obscures pour le "public". 

Sur le site d'AgroParisTech, dans le cadre du Centre International de gastronomie moléculaire, créé le 3 juin dernier, nous venons de créer un espace pour des podcasts audios et pour des podcasts audiovisuels. On le trouve à http://www.agroparistech.fr/Des-podcasts-audio-et-audiovisuels.html. 

Sur ce site, nous venons de mettre : - une vidéo qui présente une méthode de "communication", nommée "méthode 1/3/9/27" : http://www.agroparistech.fr/podcast/Cours-de-communication-la-methode-1-3-9-27.html - un podcast audio, qui vante les beautés du calcul : le premier est en ligne : http://www.agroparistech.fr/podcast/Beautes-du-calcul-2046.html 

 

Chaque mois, des podcasts audio ou audiovisuel seront ajoutés. N'hésitez pas à vous abonner à ces pages !

C'est une chose amusante que de se retrouver deux fois dans la même situation et évidemment, la deuxième fois, on a plus de recul.

 
Dans les années 80, quand je cherchais à introduire la cuisine moléculaire, j'étais face à des résistances terribles :  tout le monde me prenait pour un fou avec mes pompes pour faire des mousses, mais sondes à ultrasons pour faire des émulsions, les évaporateurs rotatifs pour distiller les ingrédients alimentaires, les ampoules à décanter pour dégraisser les bouillons, et cetera. 

Mais progressivement, cette cuisine moléculaire s'est imposée au point qu'elle est partout dans le monde. 

Dans les années 90, une certaine presse un scandale s'était emparée de la chose et je ne compte plus le nombre d'articles dénonciateurs qui me sont tombés sur le poil. A l'époque, cela m'émouvais un peu, mais finalement, je n'en suis pas mort, d'autant que je n'avais rien à me reprocher, que je n'avais rien à vendre, et que j'étais seulement là au service du monde culinaire pour proposer une rationalisation des pratiques, et surtout pour faciliter le métier des cuisiniers. D'ailleurs, je continue dans cette lignée parce que nombre de techniques culinaires restent soit énergivore, soit épuisantes. Je maintiens, par exemple, que les cuisiniers devraient être beaucoup plus assis qu'il ne le sont.
 

Mais c'est là l'histoire ancienne et, depuis 94, il y a maintenant la cuisine de synthèse, que je développe de la même façon que j'ai promu la cuisine moléculaire, que je promeus de la même façon, toujours sans aucun intérêt financier. 

Et là, je rencontre exactement les mêmes hésitations de mes interlocuteurs, les mêmes arguments, les mêmes questions... 

C'est amusant de se retrouver exactement dans la même situation car la deuxième fois, on prend ça en souriant : toutes les critiques que l'on m'avait fait revienne exactement à l'identique deux.  

N'est-ce pas risible ? Là, alors que l'intérêt commence à se manifester, je vois que la presse va le faire aussi, et qu'il y aura des journalistes pour applaudir les nouveaux développements, et d'autres pour les critiquer. 

Mais comme je l'ai dit plus haut, je ne suis pas mort des critiques qui avaient été faites à la cuisine moléculaire et je ne mourrai pas non plus des critiques qui sont faites à la cuisine de synthèse. 

Par conséquent, je suis serein et je continue mon travail de promotion car il ne s'agit rien de moins que de faire grandir l'art culinaire.

"Mon parcours : il tient tout entier dans "quel travail passionnant vais-je faire demain" ?"

 
Pour des raisons qui restent à comprendre, de nombreux collégiens m'interrogent sur mon « parcours », et j'y vois le même questionnement que, récemment, quand de jeunes camarades de l'ESPCI ont voulu visiter mon laboratoire : au fond, quel intérêt ? 

 

Dans les deux cas, de quoi s'agit-il ? Pour les élèves de l'ESPCI, l'analyse était simple, parce que ces personnes connaissent très bien les équipements que nous avons dans notre laboratoire : spectroscopie infrarouge, ultraviolette, chromatographies, spectrométrie de masse, résonance magnétique nucléaire... 

Alors, « visiter » ? J'ai répondu à la question en leur faisant un « discours » à propos de quelques lieux particuliers du laboratoire ; bref, j'ai pris prétexte de quelques lieux, de quelques appareils, pour essayer de communiquer des idées, des méthodes. Les lieux m'ont servi de prétexte à faire de la pédagogie, de l'enseignement, et, mieux, de l'enseignement sous la forme de discussions méthodologiques. 

 

Bref, j'ai essayé de «mettre de l'intelligence dans le monde », d'acclimater intellectuellement des lieux. L'effort était analogue à ce que n'a pas réussi à faire André Breton dans Nadja : mettre de l'enchantement dans le quotidien. 

Pour la question des collégiens et lycéens, il y a une possibilité analogue... mais il faut lutter contre le diable qui nous met le nez dans la poussière, chaque seconde : il faut beaucoup d'efforts pour mettre de l'intelligence dans le monde. C'est un effort passionnant, et je vois surtout que, au lieu de nous taper sur la poitrine, nous avons un devoir de modestie qui tient plutôt dans l'observation suivante : peu importe ce que nous avons fait, et c'est ce que nous faisons, ce que nous ferons, qui a quelque intérêt. D'où finalement une réponse succincte  : mon parcours ? il tient tout entier dans « Quel travail passionnant vais-je faire demain ? »

La cuisson des pâtes

 
Cuire des pâtes ? La chose est si commune que l'on en oublie de s'interroger sur les mécanismes de la transformation. 

 

Ceux-là semblent tout simples : par exemple, pour un spaghetti, on part d'une tige cassante, on la met dans l'eau bouillante, et l'on obtient un spaghetti flexible qui, si l'on poursuit la cuisson, finit par se désagréger. 

 

Pourquoi cette transformation étonnante, au fond ? 

 

Pour comprendre le mécanisme du phénomène, il est bon de s'interroger sur la fabrication des spaghetti : on obtient de ces derniers en poussant un mélange de farine et d'eau dans une filière. 

Pas n'importe quelle farine toutefois : il s'agit de farine de blé dur, laquelle contient une quantité notable de protéines susceptibles de former un réseau, ce que l'on nomme le gluten (un terme bien périmé : il fut introduit au XVIIIe siècle, quand on n'avait pas encore la notion de protéines), entre lesquels les grains de l'amidon sont dispersés. L'amidon est une matière qui est très majoritairement composée de deux composés : l'amylose et l'amylopectine, dont les molécules sont, dans les deux cas, des enchaînements de résidus de glucose, mais avec une différence, à savoir que ces résidus sont enchaînés linéairement, comme une chaîne, pour l'amylose, alors qu'ils forment des sortes d'arbres dans le cas de l'amylopectine. Dans l'amidon, il y a d'autres composés : en surface des grains, par exemple, il y a des quantités faibles, mais non nulles, de composés variés, tels les phospholipides ; et puis, il y a aussi une foule de composés qui proviennent de la dégradation des grains de blé lors de la mouture... mais restons au premier ordre. 

Finalement, un spaghetti, c'est un groupe de grains enchâssés dans un réseau protéique, de gluten. Pour des nouilles, à l' alsacienne, des pâtes aux œufs, la structure est analogue, puisque ces pâtes, absolument merveilleuses et dont le goût est sans doute supérieur (;-)... mais il est vrai qu'il y a le goût du jaune, qui n'est pas présent dans les spaghetti) à celui des spaghettis, s' obtiennent par mélange de farine, d'eau et d'oeuf. 

L'oeuf apporte des protéines qui, à la cuisson, coaguleront, formant une sorte de filet, un réseau, fonctionnellement analogue au gluten. La farine apporte toujours les grains d' amidon, et l'eau, qui s'immisce entre les grains par capillarité, permet un liant qui joue son rôle tant que le réseau protéique n'est pas constitué, en début de cuisson. 

 

Considérons donc maintenant un échantillon de pâte, spaghetti ou nouille à l'alsacienne, que nous plongeons dans l'eau bouillante. Si cet échantillon est un échantillon de nouille, la température élevée de l'eau, qui devient immédiatement celle de la surface de l’échantillon conduit à la coagulation des protéines. 

Un réseau se forme ; il empêche la dégradation de l'ensemble. Puis, progressivement, quand la température augmente dans l'échantillon, en même temps que l'eau diffuse dans ce dernier, les grains d'amidon s’empèsent progressivement, à savoir qu'ils perdent des molécules d'amylose, dans l'eau entre les grains, tandis que des molécules d'eau s’immiscent dans les grains et les font gonfler. 

Simultanément les protéines coagulent à des profondeurs croissantes de l'échantillon, quand la température s’élève. 

Finalement, on obtient un ensemble de grains gonflés enchâssé dans le réseau protéique coagulé. 

 

Quand les spaghettis sont-ils cuits ? 

 

La "dimension" des spaghettis est égale à 1 quand ils sont crus : il suffit d'un nombre pour déterminer la position d'un point sur le spaghetti à partir d'une extrémité. 

Puis, au cours de la cuisson, la « dimension fractale » augmente. Par exemple, si on laisse tomber un spaghetti dans une assiette, et si l'on trace ensuite une grille n x n sur l'image, on compte le nombre N de carrés contenant une partie de l'image du spaghetti, et l'on calcule F=2 log(N)/log(n.n) ; enfin on cherche la limite de F pour n tendant vers l'infini (en pratique, on fait varier n de 2 à 10 et l'on estime la limite). Quand on reporte cette dimension en fonction du temps de cuisson, on voit qu'elle croit linéairement avec le temps , mais avec deux régimes : de 0 à 12 minutes, la croissance est rapide ; puis la croissance diminue. Or 12 minutes correspond à un temps de cuisson « raisonnable ». 

N'est-ce pas que la cuisine est une activité merveilleuse ?

Avec l'hiver, la pluie et la neige.

Dans les villes bétonnées, l'eau ruisselle, mais  quand le sol n'est pas recouvert, de la « boue » se forme. 

De la boue ? Quelle est cette matière ? 

 

Il y a des particules en suspension dans l'eau : d'un point de vue physico-chimique,  la boue est un cousin de la pâte dont on fait les pains ou les tartes, puisque, dans ces dernières, ce sont des particules de farine qui sont dispersées dans de l'eau. 

Plus généralement, pâte et boue appartiennent à une catégorie de systèmes colloïdaux qui est nommée « suspensions », où de petites particules solides sont dispersées dans un liquide. 

Selon la concentration en particules suspendues, selon la viscosité du liquide, une infinité de comportements peuvent apparaître, mais dans tous les cas, les systèmes sont des suspensions. 

 

A quoi bon cette idée ? 

 

D'abord, elle nous conduit à nommer les systèmes, à repérer des catégories générales, et cela nous invite à transférer une propriété particulière d'une catégorie à l'ensemble du groupe. 

Prudemment bien sûr, puisque Michael Faraday nous a bien appris à ne pas généraliser hâtivement. 

Ensuite, la généralisation du groupe donne des idées d'innovation :  par exemple, dans les deux cas précédents, le liquide « suspendant » était l'eau, mais si l'on prenait de l'huile ? On obtiendrait encore une suspension...telle que les peintres en obtiennent quand ils broient leurs couleurs dans une « huile siccative » (cela signifie : une huile qui sèche, contrairement à l'huile de table, qui reste liquide). Nous sommes maintenant lancés : pour imaginer des particules hydrophiles (le sel, le sucre) dispersées dans de l'huile, ou des particules hydrophobes dispersées dans une solution aqueuse, laquelle peut être l'eau, mais aussi le vin, le jus d'orange, le thé, le café... 

Sans oublier qu'il existe des liquides qui ne sont ni huile (par huile, on désigne tout corps gras à l'état liquide, foie gras aussi bien que chocolat chauffés) ni eau : pensons à l'éthanol, l'alcool qui donnent son goût brûlant (et plus) aux eaux-de vie, son caractère aux vins... 

Pensons...  

 

Mais quand même, il y a lieu de s'interroger... sans rester aux mots, évidemment, puisque nous savons depuis La question technologique étant ainsi effleurée, revenons à notre catégorie générale des suspensions. Il y a des propriétés communes, que la science doit dégager, avec la bonne méthode des sciences quantitatives, dont il faut répéter que Francis Bacon a justement donné une caractéristique :  la science doit tout nombrer, mesurer... La boue ? Un extraordinaire système, dont la description donnée plus haut ne fait qu'effleurer les caractéristiques, les propriétés.