60 savants répondent

Video: Stephen Hawking’s Universe EP6: Answer To Everything (1/5)

L’avenir rêvé des scientifiques

Interrogés à l’occasion des 60 ans de «Sciences et Avenir», astrophysiciens, biologistes, historiens… nous ont confié leur vision et leurs souhaits pour le futur.

«Si l’humanité veut avoir un avenir à long terme, il faut que son horizon dépasse celui de la planète Terre. Il n’est pas possible que nous continuions à nous regarder le nombril et à miser sur une planète surpeuplée et de plus en plus polluée. Cela va nous prendre du temps et des efforts, mais cela deviendra de plus en plus facile avec les avancées technologiques.»Le célèbre astrophysicien Stephen Hawking, de l’université de Cambridge (Royaume-Uni), fait partie de ces scientifiques «radicaux» dans la lignée du visionnaire de l’espace russe Constantin Tsiolkovski.

Il faudra bien que l’humanité soit convaincue, à un moment ou un autre, que sa niche écologique ne se limite pas à son minuscule globe mais s’étend au système solaire, voire à la Galaxie… ou à l’Univers tout entier.

Pour partir à la conquête de l’Univers, peut-être s’inspirera-t-elle d’autres intelligences… Hubert Reeves lui-même ne nous confie-t-il pas : «Mon voeu le plus cher, c’est de découvrir des planètes de type terrestre et de savoir si elles hébergent de la vie, même la plus élémentaire.

Ce serait une découverte fantastique !» Mais il va plus loin : «Mieux encore [serait] de pouvoir entrer en communication avec des extraterrestres et apprendre comment ils ont abordé - et peut-être résolu - le problème de coexister avec leur industrie sans détériorer leur habitat !»

A défaut d’une capacité à embrasser l’Univers avec toutes ses composantes - vie extraterrestre comprise - l’humanité sera confrontée aux questions cruciales de gestion globale de la planète et en particulier de maîtrise de l’énergie. Il y a ceux, tel le prospectiviste Thierry Gaudin, qui chaussent tout de suite les bottes de sept lieues : il faudra comme dans «le projet Biosphère 2, savoir piloter un écosystème complet. Si l’espèce humaine y parvient, non seulement elle saura rendre habitables les lieux de la planète qu’elle a saccagés, mais elle pourra aussi prétendre survivre dans des cités marines autonomes, voire dans des planètes creuses artificielles, telles qu’imaginées par O’Neill».

Ambitieux. Plus prosaïquement, si l’on ose écrire, nombreux sont ceux qui concentrent leur réflexion - actualité oblige ? - sur la seule production d’énergie : «Je rêve que nos ingénieurs mettent au point des centrales à charbon propres n’émettant aucun polluant ou gaz à effet de serre», clame ainsi James Hansen.

Les problèmes actuels pourraient-ils même avoir du bon ? Eric Drexler, le physicien de Stanford mondialement célèbre pour avoir le premier lancé la saga des nanotechnologies dans les années 1980, met ainsi au premier rang de ses désirs «la résolution véritable de la question du réchauffement climatique». Il parie - gageure à l’aune des relations internationales actuelles - sur le fait que «cela forcera les nations à s’unir».

Sans attendre ces lendemains qui chantent, la philosophe Bernadette Bensaude-Vincent (université Paris X-Nanterre) ambitionne -pas une mince affaire - que disparaisse «la croyance selon laquelle le progrès est une marche en avant inexorable. L’exigence est de faire des choix techniques qui respectent les valeurs de nos sociétés et qui permettent de les défendre». C’est dit.

En l’occurrence, c’est le bien-être de l’homme, au sens le plus «biologique» du terme, qui reste au coeur des préoccupations de beaucoup. «Le XXI^e siècle sera le siècle de la médecine avec des succès que l’on n’imagine même pas», s’enthousiasme ainsi l’astronome Michel Mayor, mondialement connu pour avoir découvert la première exoplanète 51 Pegasi. J’aimerais beaucoup revenir dans mille ans pour voir comment ses progrès vont faire évoluer l’espèce humaine.» «Si l’humanité veut avoir un avenir à long terme, il faut que son horizon dépasse celui de la planète Terre» OAS_AD(’Middle3′);

Stephen Hawking

Très fondamentalement, c’est évidemment le mystère même de la vie que certains voudraient enfin voir dévoilé. «Comprendre comment la vie a pu apparaître sur notre planète», tel est le souhait du microbiologiste Patrick Forterre (Institut Pasteur). Ce qui signifie «concrètement, comprendre comment est apparu l’ARN. Cette molécule, en effet, est à la base du stockage, de la reproduction et de la catalyse chez tous les êtres vivants. Or, pour le moment, l’origine de l’ARN reste un mystère». De même le «père» du premier bébé-éprouvette français, René Frydman, aimerait voir résolue une énigme qu’il qualifie d’«énorme : c’est le développement de la séquence des cellules, l’équilibre qui évite l’emballement vers le cancer ou le ralentissement vers l’apoptose cellulaire».

Un mathématicien tel Jean-Pierre Bourguignon, directeur de l’IHES, se révèle lui aussi fasciné par «la recherche biomédicale» qu’il voit comme «un beau chantier intellectuel». Il faut, selon lui «trouver les lois et mécanismes fondamentaux de la biologie. En particulier en ce qui concerne le cerveau. Nous n’en sommes qu’au début de l’exploration de la complexité de ce monde».

Le professeur au Collège de France Alain Prochiantz espère même qu’à long terme «la connaissance des mécanismes fondamentaux du développement du cerveau nous permettra d’envisager des moyens de «réparation» radicaux». Et d’imaginer que «lorsqu’on saura «rouvrir» les périodes critiques déformation de telle ou telle partie du système nerveux, on pourra envisager de reconstruire un morceau de moelle épinière ou d’hippocampe manquant. C’est très futuriste, mais pas hors de portée de l’intelligence humaine». Cet optimisme semble partagé par Axel Kahn, qui imagine comme «possible» un avenir où «les amputés, grâce à la microélectronique et à la robotique, disposeront de prothèses finement articulées par la volonté» !

«Mon voeu serait que les projets technologiques, en médecine ou ailleurs, profitent à ceux qui en ont besoin, pas seulement à ceux qui en ont les moyens»

Axel Kahn

Pendant que certains travaillent à ce mieux-être de l’homme, d’autres n’oublient pas ses racines animales. Frans de Waal, l’homme des bonobos et de la «réconciliation chez les primates», songe à voix haute : «Je rêve de disposer de scanners légers, de casques, qui permettraient d’observer, par imagerie à résonance magnétique, le cerveau en action des animaux. Il ne s’agit pas de curiosité intellectuelle gratuite. Par l’étude des autres primates, nous pourrions arriver à une meilleure connaissance et compréhension des systèmes cognitifs non humains, mais également humains.» Ce que le professeur au Collège de France Philippe Descola exprime encore autrement : «Une des questions fondamentales est de savoir ce qui fait de nous des animaux d’un genre particulier. Mon rêve, probablement hors d’atteinte, serait d’être transporté dans le passé pour connaître les origines du langage. Savoir à quel moment cela s’est produit dans l’hominisation et ce qui l’a rendu possible.»Quel enthousiasme ! «Est-ce que l’humanité va garder son esprit de curiosité, sa quête fondamentale, ou va-t-elle glisser vers des préoccupations plus utilitaires ?», redoute Michel Mayor. Rassurons-le. Il semble y avoir peu de chances pour que tous les esprits sombrent dans l’utilitarisme. A preuve, voici l’interrogation du petit- fils de l’historien Emmanuel Le Roy Ladurie, célèbre pour son décryptage de Montaillou, village occitan : «L’Univers est- il fini ou pas ?» La curiosité a de l’avenir.

Dominique Leglu
Sciences et Avenir

L’avenir du futur

Et si demain nous parlions tous en qubits, comme les ordinateurs quantiques qu’un génial physicien aurait finalement mis au point ? Et si la géométrie différentielle permettaient enfin de faire voler les gros avions sans traînée ? Et si un robot allait au travail à notre place ? La physique, les mathématiques, et leur petite soeur, la technologie, ont triomphé tout au long du XXe siècle. Toute cette «science» peut-elle disparaître sous les coups de boutoir d’un nouvel obscurantisme ? A votre avis…
La science peut-elle disparaître ?Oui, historiquement, elle s’est arrêtée à certains moments et en certains lieux. Par exemple, vers le V^e siècle après J.-C, l’école d’Athènes ferme et la plupart des savants partent vers le Moyen-Orient. C’en est fini des inventions de la science grecque. Alors qu’une période extraordinairement fertile s’était déroulée depuis le V^e siècle avant J.-C, durant à peu près un millénaire, la Grèce tombe en décadence. Mais la science nes’est pas arrêtée pour autant ! Elle a été relayée du côté de Samarkand ou de Bagdad… A partir de l’Hégire, la science arabe devient extraordinairement brillante jusqu’à tel moment pré- Renaissant où tout d’un coup, elle n’est plus aussi féconde. Et ce sont alors les pays d’Europe occidentale qui prennent le relai. Avec la Renaissance, la science connaît un redémarrage extraordinaire.

Donc je dis souvent : «qu’est-ce que la science ? C’est l’histoire des sciences !» Il s’agit d’un mouvement qui a démarré ici et qui a ensuite été relayé ailleurs ou en un autre endroit, mais n’a jamais cessé depuis trois millénaires ! Regardez la production mathématique : ses foyers d’invention et de développement se sont déplacés d’Athènes à Bagdad, de Bagdad à Samarkand, sans oublier Syracuse ou Alexandrie.

La science est probablement la formation culturelle historique la plus constante. En tant qu’invention perpétuelle de nouveautés, concernant les disciplines repérées comme telles, c’est- à-dire astronomie, mécanique, algèbre, géométrie, alchimie/ chimie, physique… depuis qu’elle est née, elle ne s’est jamais arrêtée. OAS_AD(’Middle1′);

A l’inverse, presque toutes les autres formations culturelles se sont arrêtées. Par exemple, des langues comme l’ancien français, le saxon, le grec ancien, l’égyptien, le latin (dont on peut considérer qu’il s’est véritablement arrêté au concile Vatican II !). Des formations politiques ont disparu, comme la tyrannie à la mode grecque… Certaines religions aussi : par exemple, la religion polythéiste gréco-latine ou fétichiste égyptienne…

Et ce ne sont pas les fondamentalismes religieux actuels qui menacent la science aujourd’hui. Ils ont toujours existé. Il faudrait tout ignorer de l’histoire pour croire que c’est important ! Le fondamentalisme n’est pas un adversaire, il n’y a pas de risque. Rappelez-vous que la science chimique égyptienne ou grecque s’est constituée pour étudier le faux. Vous trouvez aussi des textes des XIX^e et XVII^e siècles qui luttaient déjà contre l’astrologie populaire. La science s’est toujours plus ou moins bagarré contre les fausses sciences… Quant au fondamentalisme politique, vous le trouvez déjà en Grèce, où six ou sept savants sont passés devant les tribunaux, parce que la politique leur disait «mais vous ne vous occupez pas des affaires de la cité; vous êtes tout le temps en train de regarder le ciel !» Relisez l’Apologie de Socrate. Son prédécesseur a été condamné parce qu’il était physicien… OAS_AD(’Middle3′);

Cela n’a pas empêché l’allégresse totale de la science dans cette civilisation.

Ce qui peut être dangereux pour la science actuelle, c’est son appropriation par des brevets ou le biais du secret industriel. D’une certaine manière, elle s’est vraiment développée par sa propre publicité, au sens qu’elle a été publique, publiée. Le secret, lui, est un vrai danger. Et aujourd’hui, l’économie pourrait nous y conduire, ce qui mettrait des freins terribles à la science. Mais ce ne sont que des freins…

La science, par son mouvement, parce qu’elle est tout le temps en train de découvrir et de produire du radicalement nouveau, ne s’arrête pas. Il y a un dynamisme de nouveauté qui n’existe nulle part ailleurs. Son mouvement est souvent exponentiel. Il produit énormément. Plus que l’économie, les religions, la littérature…

Michel Serres
Philosophe, historien des sciences, académicien.

Depuis 60 ans

1947
- Premier vol supersonique par Charles Yeager.
- Brevet de la cuisson par micro-ondes.
- Mise au point du transistor dans les laboratoires Bell.

1948
- Invention du 33 tours.
- Mise en vente du Polaroid.
- Découverte du méson pi.

1949
- L’URSS fait exploser une bombe A.

1950
- Laurent Schwartz médaille Fields.

1951
- Univac 1, premier calculateur électronique du commerce.

1952
- Bombe H américaine.

1953
- Marcel Bich créé le stylo à bille Bic.

1954
- Jean- Pierre Serre médaille Fields.
- L’ingénieur Marc Grégoire met au point la poêle à revêtement antiadhérent.
- Premier sous-marin à propulsion nucléaire, le Nautilus (Etats-Unis).
- La radio à transistors naît aux Etats-Unis.

1955
- Premier vol de la Caravelle.

1956
- Henri de France dépose le brevet de télévision en couleurs Secam.
- La société Ampex lance le magnétoscope.

1958
- René Thom reçoit la médaille Fields.
- Lancement du brise-glace à propulsion nucléaire Lénine.

1959
- Premier aéroglisseur en Grande-Bretagne.
- Mise en service du pont de Tancarville.

1960
- Mise au point du laser à rubis.
- Observation d’une mémoire de forme dans un alliage de nickel-titane.

1964
- Lancement du Super 8 par Kodak.

1965
- L’Aérotrain de Jean Bertin fait ses essais.

1966
- Alfred Kastler prix Nobel de physique.
- Inauguration de la centrale marémotrice de la Rance.
- Gell-Mann postule l’existence de six quarks.

1967
- La période de vibration du césium 133 définit la seconde.
- Mise en évidence de la force électrofaible.

1968
- Vol du supersonique Tupolev 144.
- Premières montres à quartz.

1969
- Vol du Concorde.

1970
- Louis Néel prix Nobel de physique.

1971
- Mise en service des anneaux de collision du Cern, à Genève.
- Intel commercialise un microprocesseur à 2300 transistors.

1972
- Mise en service du synchrotron à protons du Fermilab (Etats-Unis).
- Corning Glass réalise la première fibre optique.
- Lancements de la calculatrice scientifique de poche et de la vidéocassette.

1973
- Code- barres dans les supermarchés.
- Premier microordinateur : le micral N de la société française R2E.
- Balbutiements d’Internet.

1974
- Roland Moreno invente la carte à mémoire.

1975
- Benoît Mandelbrot introduit le concept d’objets fractals.

1976
- Commercialisation du superordinateur Cray 1 (2,50 millions d’opérations/seconde).

1977
- Bombe à neutrons américaine.

1978
- Début du système GPS.

1979
- Philips lance le Compact Disc.

1980
- Début du Minitel.

1981
- Inauguration du TGV sur Paris-Lyon.

1983
- Découverte des parti-cules W et Z0 au Cern.
- Mise en service du JET (fusion nucléaire), en Grande-Bretagne.

1984
- Début du plan câble français.
- Apple lance le Macintosh.

1985
- Découverte des fullerènes.

1987
- Jean- Marie Lehn prix Nobel de chimie.
- IBM lance un matériau supraconducteur à -180 °C.

1989
- L’accélérateur LEP du Cern confirme qu’il n’y a que trois familles de particules dans l’Univers.

1991
- Pierre-Gilles de Gennes prix Nobel de physique.
- Premiers nanotubes de carbone.

1992
- Georges Charpak prix Nobel de physique. Lancement du GSM.

1993
- Andrew Willes résout le théorème de Fermât.

1994
- Pierre-Louis Lions médaille Fields.

1995
- Ouverture du pont de Normandie.
- Production d’atomes d’antihydrogène.

1997
- Claude Cohen-Tannoudji prix Nobel de physique.

2002
- Laurent Laforgue médaille Fields.

2005
- Yves Chauvin lauréat du prix Nobel de chimie.

2006
- Wendelin Werner médaille Fields.

Le boson de Higgs… et après ?

Ce boson est une particule, pas encore découverte, qui résout un problème théorique important de l’infiniment petit, à savoir comment expliquer que toutes les particules (électrons, protons, neutrinos…) possèdent une masse. L’accélérateur de particules en construction au Cern de Genève, le LHC, est notamment destiné à le détecter. Si on le trouve, il restera encore à comprendre pourquoi les masses des particules sont si différentes, ou quelle est l’origine de la matière noire… Si on ne le trouve pas, il faudra réfléchir et élaborer des théories alternatives. On pourrait découvrir d’autres choses surprenantes, comme des interactions nouvelles entre particules, voire un grand nombre de nouvelles particules comme le prévoit la théorie dite supersymétrique.

Dans tous les cas, l’aventure des accélérateurs de parti cules continuera après 2008, date des premières collisions au Cern. Le LHC nous dira quelles sont les zones d’énergie à cibler dans le futur. Des plans existent pour un successeur qui serait, avec grande probabilité, un accélérateur linéaire et non circulaire comme le LHC. Pour après, nous avons déjà des pistes faisant appel aux lasers intenses et aux plasmas. Technologiquement ce sera difficile, mais jusqu’à présent nous avons toujours su trouver l’idée qui permettait d’augmenter toujours plus les énergies. La nature, avec les rayons cosmiques, montre que de très hautes énergies sont accessibles. La quête ne s’arrêtera donc pas avec celle du boson de Higgs.

Luciano Maiani
Physicien, professeur à l’université La Sapienza de Rome, directeur général du Cern de 1999 à 2003.

Le vide est-il vide ?

L’espace physique est en permanence rempli de «fluctuations du vide» ! Une définition qui nous vient de la mécanique quantique et de la théorie quantique des champs. Ces fluctuations des champs quantiques présentent des analogies avec les fluctuations thermodynamiques mais subsistent même à température nulle. Et leurs effets sont observables depuis les échelles subatomiques jusqu’à notre monde macroscopique. Ainsi, une force découverte par le physicien néerlandais Hendrik Casimir en 1948, la force de Casimir, attire l’une vers l’autre deux plaques métalliques alors que celles-ci n’interagissent qu’avec le vide dans lequel elles sont placées. De nombreuses recherches sont aujourd’hui consacrées à maîtriser l’effet des forces de Casimir dans les systèmes micro et nanomécaniques. Elles y jouent en effet un rôle déterminant et pourraient être utilisées pour produire des propriétés nouvelles.

Mais un des grands problèmes que nous pose le vide est son énergie. Si on fait confiance à la théorie quantique, la densité d’énergie par unité de volume obtenue pour ces fluctuations du vide est énorme ! Les physiciens ont évacué ce problème pendant presque tout le XX^e siècle en postulant que cette énergie du vide était justement… le zéro d’énergie pour la gravitation. Cette prescription, qui apparaissait déjà artificielle, est aujourd’hui mise à mal par les observations : l’accélération de l’expansion cosmologique est en effet interprétée comme la mise en évidence d’une densité d’énergie non nulle dans le vide. Nous sommes donc devant un problème : on ne sait tout simplement pas de quoi est faite la majeure partie du contenu de notre univers observé !

Serge Reynaud
Physicien, chercheur au laboratoire Kaslter Brossel

Paris-New York en une heure ?

Oui ! avec des avions hypersoniques qui volent à Mach 5 et plus, soit 2,5 fois la vitesse du Concorde ! L’avion devra être doté de statoréacteurs (sans pièces mécaniques en mouvement) qui ont fait leurs preuves à Mach 5, mais comme ces derniers ne fonctionnent qu’à partir d’une certaine vitesse, il sera aussi équipé de turboréacteurs classiques. Vrai défi, les matériaux devront résister aux 400 °C qui régnent sur le bord d’attaque de l’avion à Mach 5. Mais c’est théoriquement possible. Et il restera à régler le problème du fameux bang supersonique…

Michel de Gliniasty
Directeur scientifique général de l’Onera.

Débat : Faut-il avoir peur des nanotechnologies ?

OUI. Cependant, avec les nanotechnologies, terme qui désigne toutes sortes de choses dont les dimensions sont inférieures à 100 nanomètres, il faut se garder de tomber dans le piège du catastrophisme ou de l’alerte contre des dangers lointains comme le risque de voir des robots dévorer la Terre et l’espèce humaine, ou de voir apparaître une nouvelle espèce de surhomme… Toutes ces peurs, qui plongent parfois dans de vieux mythes, détournent l’attention de problèmes concrets et profonds déjà présents.L’important est de ne pas avoir peur mais de réfléchir sur les applications à court et moyen terme des nanotechnologies.
Plusieurs catégories d’objets requièrent toute notre vigilance. D’abord, des produits «nanos» ont déjà été mis sur le marché dans des matériaux ou en électronique sans que leur toxicité éventuelle ait été évaluée. Le principe de précaution n’a pas été appliqué.Or, comme plusieurs rapports l’ont pointé, des méthodes d’analyse de toxicité et de métrologie spécifiques aux nanos sont nécessaires.Il appartient aux pouvoirs publics et aux industriels de réaliser ce travail difficile.Ensuite, nous devons être vigilants sur les matériaux dits actifs comme les puces électroniques RFID (Radio Frequency Identification). Le danger concerne ici les libertés individuelles car ces technologies permettent le stockage et l’utilisation de données personnelles à notre insu. Les pouvoirs publics devraient mieux encadrer ces applications, sous l’oeil des associations de consommateurs. Enfin, il y a la catégorie des applications convergentes entre les nanotechnologies, l’informatique, la biologie et les sciences cognitives. Elles visent à augmenter les performances humaines, soit en reculant l’âge de la vieillesse, soit en dopant la mémoire ou les muscles. Evidemment, les promoteurs de ces technologies expliquent qu’il s’agit d’abord d’améliorer la vie des malades ou des invalides. Mais demain des gens sains les utiliseront. Quels seront alors les rapports entre ces êtres «augmentés» et les autres ?Bernadette Bensaude-Vincent
Philosophe et historienne des sciences, professeure à l’université Paris-X Nanterre.

NON. Un mélange d’euphorie et d’incompréhension a contribué à retarder les recherches sur les nanotechnologies au tournant de l’an 2000, surtout aux Etats-Unis. L’inconvénient majeur que l’on peut soulever dans le futur n’est pas l’accident mais un usage délibérément mal intentionné.Je pense au secteur de la défense ou de la sécurité. Mais ce sont des risques inhérents à toute technologie nouvelle et performante. La défiance s’apaise maintenant et j’espère que la compétition entre pays et entre entreprises stimulera la recherche. Des nanotechnologies, on attend des ordinateurs ou des composants plus performants, des matériaux aux propriétés nouvelles, ou encore, en santé, des diagnostics plus rapides et des thérapies nouvelles.Mais la vraie rupture est d’arriver à ce que j’appelle l’ingénierie moléculaire. C’est-à-dire concevoir des nano-usines, analogues aux cellules vivantes, qui fabriqueront des assemblages moléculaires fonctionnels. Atome par atome, sous contrôle informatique, nous créerons ainsi des nanomachines. Ce sera un travail long. Les outils qu’on réalisera serviront à en fabriquer d’autres pour des buts de plus en plus compliqués et ainsi de suite.Les nanotechnologies d’aujourd’hui seront peut-être utiles dans cette quête mais pas toutes. Par exemple, j’admire les travaux actuels en ingénierie de l’ADN dans lesquels des structures de plusieurs millions d’atomes analogues à l’ADN sont assemblées pour fabriquer des moteurs ou des composants mécaniques ou électroniques.

A long terme, cette transformation demandera de repenser nos schémas économiques et technologiques. Je pense aussi que les nanos pourront proposer des solutions dans la lutte contre le réchauffement climatique. Non seulement en remplaçant les combustibles émetteurs de carbone mais aussi en supprimant l’excès de CO2 dans l’atmosphère.

Eric Drexler
Physicien, conseiller technique de la société américaine Nanorex spécialisée en logiciel d’ingénierie moléculaire.

Que faire de l’antimatière ?

L’antimatière, c’est à peu près de la matière avec des charges électriques inversées. Lorsque l’une rencontre l’autre, se produit une annihilation totale qui libère de l’énergie. La conversion masse/énergie est la plus efficace que l’on connaisse et la science-fiction s’en est donc emparée pour inventer des modes de propulsion nouveaux (comme celui du vaisseau Enterprise dans Star Trek) ou des bombes destructrices (comme dans le roman de Dan Brown, Anges et démons). Il y a cependant un petit détail qui rend tout cela inimaginable : nous ne savons pas produire assez d’antimatière ! Si on rassemblait toute l’antimatière produite sur Terre, on aurait à peine de quoi chauffer une tasse de thé… L’enjeu scientifique est cependant passionnant. Il s’agit de comprendre la différence très subtile entre matière et antimatière. Dans l’expérience ATRAP, au Cern, nous étudions des «an- tihydrogènes» pour les comparer à l’hydrogène. La difficulté est de refroidir et de piéger ces antiatomes afin de les sonder. Nous en sommes loin. Ce serait presque décourageant… mais quand on regarde le chemin parcouru en vingt ans, c’est stimulant ! Peut-être comprendrons- nous alors ce mystère qui veut que l’antimatière a disparu dans l’Univers au profit de la matière, alors que produites en même quantité au départ, ces deux entités auraient dû s’annihiler.

Gerald Gabrielse
Physicien, université Harvard (Etats-Unis), responsable de l’expérience ATRAP d’étude de l’antihydrogène au Cern, à Genève.

L’intelligence sera-t-elle globale ?Deux grandes tendances devraient émerger. D’abord, l’implantation sur et dans notre corps de technologies de plus en plus miniaturisées. Nous allons devenir des cyborgs ! Seconde tendance : l’omniprésence des technologies d’information et de communication dans notre environnement. Quand les frontières entre les deux vont devenir floues, nous entrerons dans l’ère de la «technologie-consciente». Tout ce qui pourra être connecté le sera. Exemple : des nanofibres textiles capteur-émetteur-récepteur dans vos chaussettes surveilleront votre flux sanguin. Si elles décèlent un problème circulatoire, elles préviendront votre centre médical, lequel signalera le problème au comptoir d’embarquement de votre compagnie aérienne afin que la machine ne vous donne pas votre carte d’embarquement tant que vous n’aurez pas pris de l’aspirine et ainsi modifié le signal envoyé par vos chaussettes… Poursuivons. L’omniprésence de nanocapteurs et de la RFID va produire une sorte de système global multi-Wikipedia dont les informations seront actualisées en temps réel. Nous serons connectés les uns aux autres et à un environnement urbain truffé de systèmes informatiques qui donneront à tout moment accès à une intelligence et à une connaissance collectives. C’est l’apparition d’un cerveau global auquel nous serons tous connectés.

Jérôme Glenn
Futurologue, directeur du Millenium Project.

Y aura-t-il une théorie de tout ?Probablement pas de sitôt. C’est une idée un peu folle qui relève plus de la science-fiction que de la science. Il s’agirait d’unifier en un seul formalisme, une seule équation, les quatre forces fondamentales de la nature. La gravitation, qui agit aux grandes échelles, et trois forces à plus petite échelle, l’électromagnétisme, l’interaction faible (qui explique certaines formes de radioactivité) et l’interaction forte (qui «tient» les noyaux des atomes).

Nous avons trouvé un principe unifiant les trois dernières, mais nous n’avons aucune idée pour réconcilier la gravitation et la mécanique quantique. La théorie des cordes ou des supercordes prétend y parvenir mais elle est loin d’être achevée. D’autres groupes de recherche, comme le mien, s’attaquent à une question alternative et à peine plus modeste, celle de la gravitation quantique. Nous tentons ainsi de régler les problèmes d’apparition de quantités infinies dans les calculs, dès lors que l’on plonge dans les petites dimensions du monde subatomique ou que l’on s’éloigne vers les grandes échelles du cosmos. Cela pourrait ouvrir la voie vers l’unification finale des quatre forces.

Lee Smolin
Physicien, Perimeter Institute (Canada).

A-t-on tout trouvé en maths ?Quand on parle de l’histoire des mathématiques, on pense souvent aux grands problèmes non résolus, à ces conjectures qui ont résisté longtemps comme le théorème de Fermât. Mais ce ne sont que des balises, à l’impact parfois marginal Ces problèmes masquent l’essentiel, à savoir que le développement des maths se mesure à l’aune de deux critères : d’une part, la création de nouveaux champs ou de nouveaux outils. D’autre part, la réorganisation des relations entre branches classiques et nouvelles de la discipline. Prenons le premier. Le XX^e siècle a été riche en invention de concepts nouveaux qui n’existaient pas avant. Par exemple, les ondelettes, technique qui permet de compresser les images pour les diffuser sur Internet. Le monde des ingénieurs s empare de plus en plus de ces outils, ce qui contribue à leur vitalité et, en retour, exige d’en inventer d’autres. Ainsi, pour analyser la volatilité des cours de Bourse, l’ingénierie financière se met à explorer le monde de la géométrie. De même, j’ai été surpris qu’un ingénieur aéronautique me contacte à propos de travaux abstraits en géométrie différentielle pour étudier la traînée des avions gros-porteurs…

Le second aspect est également très vivant. Constamment, des ponts se créent entre branches séparées. La physique théorique s’est liée à la géométrie différentielle pour décrire le monde des particules. La biologie intéresse de plus en plus les mathématiciens. Cependant, il faut préserver des équilibres. On voit de plus en plus de docteurs en maths partir dans la banque ! Heureusement, j’ai l’impression que de plus en plus de responsables industriels sont prêts à participer à l’effort de production de cette connaissance. Le dynamisme des mathématiques ne va pas s’arrêter, notamment grâce à l’expansion de la Chine ou de l’Inde. En 2000, on comptait entre 60 000 et 70 000 mathématiciens dans le monde. Dans dix ans, il est probable qu’un tiers sera chinois !

Jean-Pierre Bourguignon
Mathématicien directeur de l’Institut des hautes études scientifiques.

Qu’est-ce que le temps ?Entendons-nous d’abord sur le sens des mots, car la plupart de nos discours sur le temps sont ambivalents : aussi précis que soit le contexte dans lequel nous l’utilisons, aussi subtils que soient nos stratagèmes pour le circonvenir, lorsque le mot temps apparaît, il n’est jamais «pur» et recouvre plusieurs notions. Les théories à l’ébauche aujourd’hui, qui visent à unifier la physique quantique et la gravitation, pourraient remettre profondément en question notre façon de le penser et de le décrire. Certaines envisagent d’étranges hypothèses. Par exemple : à toute petite échelle, l’espace-temps serait discontinu plutôt que lisse, ou n’existerait pas vraiment, ou posséderait plus de quatre dimensions, ou encore serait théoriquement dérivable ou déductible de quelque chose qui n’est pas… un espace-temps.

La piste la plus connue est la théorie des supercordes, qui représente les particules par des bouts de cordes et ajoute des dimensions supplémentaires à notre espace-temps. Dans cette théorie, l’espace-temps est considéré comme «primitif» ou, si l’on préfère, comme «substantiel» : il existe par lui-même, préalablement aux objets physiques. En revanche, dans des théories concurrentes, telle la gravitation quantique à boucle, l’espace-temps est «relationnel» et non plus substantiel : il n’est que le reflet d’une dynamique liée aux phénomènes et qui, elle, ne se traduit pas en termes d’espace et de temps. En d’autres termes, l’espace-temps émerge d’un inframonde qui ne le contient pas. On peut ainsi résumer l’alternative : le temps accueille-t-il les événements ou enémane-t-il ?

En attendant, l’urgence est d’en finir avec la désinvolture langagière avec laquelle nous évoquons le temps. Nous utilisons les mots changement, mouvement, irréversibilité, causalité, cours du temps, flèche du temps… comme si ces notions étaient presque interchangeables. Il faut dire que le temps ne laisse guère de choix : invisible, il réclame qu’on l’illustre concrètement, à l’aide d’autre chose que lui-même, quelque chose qui soit perceptible. Or, le changement est sans doute le phénomène qui suggère le mieux l’idée de temps. Mais de là à supposer que temps et changement sont une seule et même chose, il n’y a qu’un pas… qu’on franchit trop vite. Souvent, aussi, on dit que le temps s’arrête ou disparaît quand plus rien ne se passe, comme si sa dynamique était liée aux êtres et aux objets qui s’y déplacent, qui évoluent. Ainsi nous confondons le temps avec les phénomènes qui s’y déroulent.

En conclusion, la physique, elle, a pris soin de distinguer deux sortes de changement : d’une part, celui du temps même, c’est- à-dire le renouvellement irréversible de l’instant présent (ce qu’on appelle le «cours du temps»); d’autre part, l’évolution des phénomènes temporels irréversibles, ce qu’on appelle la «flèche du temps», qui est la manifestation du devenir.

Etienne Klein
Physicien, philosophe, directeur du laboratoire de recherche sur les sciences de la matière au Commissariat à l’énergie atomique.

A quand l’ordinateur quantique ?Aucune des technologies utilisées dans le domaine de l’information quantique ne permet aujourd’hui de réaliser un processeur quantique, même très rudimentaire. Le principe de ce dernier est de manipuler des superpositions d’états quantiques. Ainsi, un bit d’information quantique (ou «qubit») peut se trouver à la fois dans les valeurs 0 et 1, contrairement au bit classique. Un ensemble de qubits peut être placé dans une superposition de tous ses états possibles, auxquels on peut appliquer simultanément la même suite d’opérations.Ce parallélisme intrinsèque n’est toutefois pas directement exploitable, car la mesure sélectionne… un seul état de la superposition. Seuls quelques algorithmes spécifiques parviennent à un résultat comme la factorisation des nombres ou la recherche d’information dans une base de données.

Actuellement, deux grandes familles de qubits sont explorées. D’un côté, celle des atomes ou des ions piégés, objets microscopiques quantiques dont on manipule l’état avec des lasers. Problème : il semble très difficile d’obtenir un grand nombre de qubits. De l’autre, les circuits électriques, notamment à base de supraconducteurs. Plus intégrables, ils sont intrinsèquement moins quantiques : le temps de vie d’un seul qubit est très court (de l’ordre de la microseconde). Mais des percées pourraient, bien sûr, donner réalité aux processeurs quantiques. N’oublions pas que l’ordinateur, conçu par l’Anglais Charles Babbage au XIX^e siècle, n’a jamais fonctionné sous la forme qu’il avait imaginée !

Daniel Estève
Physicien, responsable du groupe Quantronique au Service de physique de l’état condensé du CEA.

Les robots vont-ils égaler l’homme ?Le robot est une sorte de miroir qui reflète l’homme et sa nature. Mais les matériaux et le système qui équipent les humains sont différents de ceux que l’on peut utiliser pour construire les robots. Je ne crois donc pas que le robot puisse être un jour l’égal de l’homme. Les humains ne sont déjà pas égaux entre eux !

Hiroshi Ishiguro
Roboticien, directeur du laboratoire de robotique intelligente de l’université d’ Osaka, Japon.

var texte = window.opener.document.getElementById(”art-txt-resizable”).innerHTML ; document.write( texte ) ; window.print() ;  L’avenir de l’homme
Heureusement, il y a l’amour, il paraît même qu’il rendrait l’homme intelligent. Mais chut ! ne dévoilons pas tout ce que pensent les scientifiques sur notre évolution. Comment imaginer le futur de notre cerveau, qui a émergé voilà des centaines de milliers d’années et qui parfois défaille… serons-nous cyhorgs construits «sur mesure», ou rongés par d’incurables dégénérescences ? Et dans ces conditions, comment continuer à revendiquer notre libre arbitre ?
Quel cerveau pour l’homme de demain ?Le cerveau humain va incontestablement s’améliorer mais je crois peu à un processus naturel. Rappelons qu’il a des caractéristiques bien particulières. D’abord, il est trop grand pour notre taille. Chez les primates, la surface du cortex cérébral est fonction de celle du corps. Si nous étions des chimpanzés, nous aurions un cerveau de 500 cm³, or le nôtre en compte 900 de plus ! Par ailleurs, il est compartimenté de manière différente, avec l’augmentation préférentielle de la surface d’aires spécialisées dans des fonctions cognitives, linguistiques… Enfin, il a un développement lent, très prolongé après la naissance, ce qui donne une grande importance aux phénomènes épigénétiques (par-dessus les gènes). A la naissance, le volume endocranien de sapiens ne fait que 10% seulement de son volume adulte (contre 50% pour le chimpanzé). Pour une grande partie, le détail des connexions se construit durant l’enfance et se modifie, dans certaines limites, durant toute la vie, en fonction des interactions de l’individu avec son environnement (lectures, apprentissages, rencontres…).Ce mode de construction laisse supposer qu’ont été sélectionnées, au niveau génétique, des stratégies de développement qui permettent d’échapper à un déterminisme génétique trop strict. Il s’agit aussi de stratégies d’adaptation, celle-ci engageant fortement le niveau individuel- individuation - et la culture, dont la technique. Indissociablement, ces centimètres cubes de trop ont fait émerger la conscience et l’angoisse qui va avec, et nous leur devons les poètes, les savants, les suicidés… OAS_AD(’Middle1′);

Ce cerveau si particulier a émergé il y a quelques centaines de milliers d’années à peine. Il est très difficile de dire comment cela a pu se produire. La rapidité de l’évolution entre Toumaï (daté de -7 millions d’années), Lucy (daté de -3,2 millions d’années) et nous, sapiens (-120 000 ans), est sidérante. On imagine quelques mutations à l’avantage sélectif très important. Ce sont des spéculations, mais l’augmentation de la taille générale du cerveau et celle, plus spécifique, de certaines aires, suggèrent l’activation de gènes qui contrôlent les cycles cellulaires de cellules souches cérébrales, ou la position des frontières entre différentes régions, en particulier entre les zones du cortex, affectant ainsi sa compartimentation.

Il est fort probable que toute modification du cortex ayant mené à une meilleure capacité adaptatrice de l’individu a été très positive sur le plan de la sélection. La contrainte environnementale aurait donc favorisé chez l’humain - physiquement si démuni ! - la capacité à inventer, à s’adapter, au niveau de l’individu. Une partie de cette adaptation repose sur l’invention de formes spécifiques de vie sociale et le développement des outils. Le cerveau a donc beaucoup évolué jusqu’à sapiens mais je ne vois pas que, depuis, il ait pu subir des modifications génétiques majeures. Je fais même l’hypothèse que si l’on plaçait un nouveau-né Homo sapiens du temps des peintures rupestres, il y a 35 000 ans environ, dans une bonne famille bourgeoise, il donnerait un cadre supérieur tout à fait honorable ! La réciproque est aussi probable. Pour les cinquante années à venir, et c’est demain, je ne parierais pas sur une évolution génétique du cerveau. OAS_AD(’Middle3′);

Bien sûr, on peut rêver (cauchemar ?) à des prothèses géniques qui agrandiraient certaines aires cérébrales, au choix… mais je crois plus aux technologies de l’intelligence artificielle. Nous sommes déjà des cyborgs. La bicyclette avait prolongé nos jambes, l’ordinateur prolonge notre cerveau. Internet nous met en contact avec des mondes inaccessibles il y a vingt ans. C’est via ces interfaces homme- machine qu’on augmentera nos performances.

Qui peut exclure que, demain, téléphones portables et ordinateurs ne seront pas intégrés dans notre corps ? Ou encore que des puces électroniques, greffées dans notre cerveau, ne nous mettront pas en contact permanent avec des bases de données, Bibliothèque nationale ou Cinémathèque, par exemple. Nous amplifierons ainsi nos interactions avec le monde, non sans effet sur nos connexions cérébrales. Si on voulait diriger l’évolution de l’humain, ce genre de prothèses technologiques me semble une option plus réaliste que la modification génétique.

Dans certains cas, d’ailleurs il «faut» le faire. Je pense aux malentendants (prothèses cochléaires), aux non-voyants (rétines artificielles). On doit souhaiter que ces technologies permettent un jour de rendre la possibilité de communiquer, écrire, marcher, à des malades ayant subi des lésions du système nerveux. Ce n’est pas encore le cas, mais de nombreux laboratoires y travaillent.

Enfin, à plus long terme, la connaissance des mécanismes fondamentaux du développement du cerveau nous permettra, je l’espère, d’envisager des moyens de «réparation» beaucoup plus radicaux. Lorsqu’on saura rouvrir les périodes critiques de formation de telle ou telle partie du système nerveux, on pourra envisager de reconstruire un morceau de moelle épinière ou d’hippocampe manquant. C’est très futuriste, mais pas hors de portée de l’intelligence humaine.

Alain Prochiantz
Neurobiologiste, professeur au Collège de France, responsable de l’équipe Développement et Neuropharmacologie de l’Ecole normale supérieure.

Depuis 60 ans

1948
- Fondation de l’Organisation mondiale de la santé (OMS).

1950
- Découverte de l’antibiotique terramycine.

1951
- Barbara McClintock découvre les gènes sauteurs du maïs, ce qui lui vaudra le prix Nobel en 1983.

1952
- L’amniocentèse est mise au point par l’Anglais D. Bevis.
- Découverte du premier neuroleptique, la chlorpromazine, par Henri Laborit.

1953
- Expérience de Stanley Miller sur l’origine de la vie.
- James Watson et Francis Crick élucident la structure en double hélice de l’ADN.

1954
- Deux vaccins antipoliomyélite sont mis au point par Jonas Salket Pierre Lépine.

1955
- Début de la chirurgie à coeur ouvert.
- Gregory Pincus met au point la pilule contraceptive.
- Frederick Sanger établit la structure de la molécule d’insuline.

1956
- L’hormone de croissance est isolée.
- Premier endoscope à fibre optique.

1957
- Tofranil, premier antidépresseur.
- Découverte de l’interféron.
- Greffe de moelle osseuse réussie par Georges Mathé.
- Mise en évidence du sommeil paradoxal.

1958
- Première échographie.
- Découverte par Jean Dausset des groupes de compatibilité tissulaire ou H LA.

1959
- Greffes de reins réussies en France et aux Etats-Unis.
- Le mongolisme est dû à un chromosome surnuméraire 21, montrent Jérôme Lejeune et Raymond Turpin.

1961
- Jacques Monod, François Jacob et André Lwoff élucident le mécanisme du code génétique.

1962
- Première expérience «hors du temps» de Michel Siffre.

1963
- Greffe de foie sur trois patients par Thomas Starzl, à Denver.

1966
- J. CIaman et J. Francis révèlent le rôle des lymphocytes B et T dans la défense immunitaire.

1967
- Christiaan Barnard réalise la première transplantation cardiaque.

1968
- Mise au point du scanner.

1969
- Découverte du virus de la fièvre de Lassa.
- Robert Edwards réussit la fécondation in vitro.
- Premier sang artificiel.

1970
- Découverte de la ciclosporine antirejet pour les greffes.
- Hamilton Smith découvre la première enzyme de restriction pour découper les gènes.
- Synthèse de l’hormone de croissance par C. H. Li et D. Yamashiro.
- Judah Folkman met en évidence le phénomène de vascularisation dans la croissance des tumeurs.

1973
- Premier gène artificiel synthétisé par H. G. Khorana.
- Manifestations de résistances aux antibiotiques.

1975
- Découverte des endomorphines.

1976
- Mise au point du vaccin contre l’hépatite B par Philippe Maupas.

1978
- Premières images médicales par résonance magnétique nucléaire (IRM).
- Louise Brown, premier bébé-éprouvette, voit le jour en Angleterre.

1979
- L’OMS annonce l’éradication de la variole.

1980
- Alec Jeffreys met au point la technique des empreintes génétiques.

1981
- Gertrucle Elionet George Hitchings découvrent l’aciclovir, premier antiviral efficace.
- Mise en évidence des gènes oncogènes.
- Première culture de cellules souches embryonnaires de souris.
- Début de l’épidémie mondiale de sida.

1982
- Première souris transgénique.
- L’Américain Stanley Prusiner introduit le concept de prion.

1982
- Un coeur artificiel est greffé par l’équipe de Robert Jarvik.
- Amandine, premier bébé-éprouvette en France.

1983
- Karv Mullis invente la PCR (polymerase chain reaction) pour amplifier tout fragment d’ADN.
- Luc Montagnier identifie le virus du sida, baptisé VIH.

1985
- Opération d’un foetus in utero aux Etats-Unis.

1986
- Willedson annonce la production de jumeaux de brebis par transfert du noyau.
- Identification du syndrome de la vache folle dû à un prion.

1987
- Découverte du gène responsable de la myopathie de Duchenne.
- Mise au point de la pilule abortive par Etienne-Emile Baulieu.

1988
- «Mémoire de l’eau», polémique déclenchée par Jacques Benveniste.

1989
- Identification du virus de l’hépatite C.

1990
- Première thérapie génique, aux Etats-Unis, sur une fillette.
- Fondation du comité international de bioéthique au sein de l’Unesco.

1991
- Scandale du sang contaminé, révélé par l’Evénement du jeudi.

1992
- Décryptage de deux chromosomes humains : le 21 et le Y.

1993
- Les gènes de la maladie de Huntington sont identifiés.

1994
- Le virus Ebola réapparaît au Zaïre.
- Manuel Patarroyo élabore un candidat- vaccin contre le paludisme.
- Etablissement de la carte du génome humain, par une équipe française.

1995
- Décryptage de génomes bactériens, par Craig Venter.
- Identification d’un gène de prédisposition à l’obésité.

1996
- Trithérapie antisida.
- Dolly, premier animal clone, par le Roslin Institute (Ecosse).

1997
- Stanley B. Prusiner, prix Nobel de médecine pour la découverte du prion.

2002
- Premier foyer de pneumopathie (SRAS) recensé par l’OMS dans le Guangdong (Chine).

2003
- Apparition du virus H5N1 de la grippe aviaire.

2005
- Barry Marshall et Robin Warren, prix Nobel de médecine pour la découverte du rôle de Helicobacter pylori dans l’ulcère de l’estomac.

2006
- Vaccin contre le rotavirus. Vaccin contre le papillomavirus humain (HPV).

Bientôt tous métis ?

Oui, mais ce ne sera pas nouveau car nos métissages durent depuis mille siècles, au moins ! Tous les humains actuels descendent d’une seule petite population de moins de 100 000 chasseurs-cueilleurs. Venus d’Afrique ou du Proche-Orient (menteur qui prétend savoir !), ces ancêtres ont conquis l’Ancien Monde, puis le Nouveau. Peu nombreux, leurs descendants se sont adaptés, devenant ici plus foncés sous les tropiques, là plus clairs au nord et au sud, plus grands dans les zones tempérées et les déserts chauds, plus petits dans les forêts équatoriales ou les zones polaires. Ayant domestiqué les plantes et les animaux il y a une dizaine de milliers d’années, ils sont devenus des millions. Tant que l’on marchait entre villages d’agriculteurs, les populations gardaient leurs traits physiques, formant des «races» reconnaissables au faciès et à leurs traits culturels. Depuis, les grandes villes sont devenues des creusets où se mélangent, au fil des sentiments, des humains aux origines inextricables.

Mais attention : il ne faut pas se méprendre sur l’effet de ce métissage. Il ne produit pas une uniformisation des populations ou une «café-au-laitisation» des couleurs de peau. Au contraire, il favorise l’apparition de combinaisons nouvelles : cheveux crépus et blonds, yeux bleus et bridés, etc. Vous ne me croyez pas ? Allez donc voir au Brésil, aux Seychelles ou dans tout autre lieu de métissage multiple et ancien !

André Langaney
Généticien, professeur au Muséum national d’histoire naturelle et à l’université de Genève.

Qui etait Luca ?

Luca est le dernier ancêtre commun que nous, humains, partageons avec les bactéries et avec tous les autres êtres vivants formés de cellules. Il ne faut surtout pas confondre Luca, le «Last common universel ancestor», ou «Dernier ancêtre commun universel», avec la première trace de vie apparue sur Terre. Luca était plutôt le produit d’une longue évolution - qui a abouti, entre autres, au code génétique actuel, qui est universel - et un goulet d’étranglement. Ses descendants, qui ont donné naissance aux trois règnes du vivant, bactéries, archées et eucaryotes, ont éliminé tous ceux des autres cellules qui côtoyaient Luca.

A la période où il vécut, Luca était en effet loin d’être seul. C’était un organisme parmi plusieurs milliers/millions d’autres. Une branche dans le buisson foisonnant de l’époque, un peu comme l’a été l’Eve africaine des centaines de millions d’années plus tard. Même si Luca était une cellule primitive, ce n’était pas pour autant un organisme simple, et il devait sans doute posséder plusieurs centaines de gènes.

Pour le reste, ce personnage clé de notre histoire reste une énigme. Luca était-il une cellule à ADN ou à ARN ? La question fait débat. Je penche plutôt pour l’ARN. En effet, les protéines qui répliquent l’ADN chez les bactéries d’un côté, et chez les archées et les eucaryotes de l’autre, ne descendent pas d’un même ancêtre. Selon moi, l’ADN aurait pu être inventé par les virus et transmis aux trois domaines du vivant via Luca.

Reste l’interrogation concernant l’époque où il vécut. On pense que la vie n’a pas pu apparaître avant il y a 3,9 milliards d’années, en raison d’un gigantesque bombardement de la Terre par des météorites à cette époque. On sait, en outre qu’il y a 2,9 milliards d’années, les trois domaines du vivant étaient bien établis. Ce qui nous donne une marge d’un milliard d’années pour fixer sa date de naissance !

Patrick Forterre
Microbiologiste, directeur du département de microbiologie à l’Institut Pasteur et enseignement à l’université Paris-Sud.

A quoi sert la mort ?

Je dirais plutôt : «Pourquoi pas la mort !» En effet, d’une part, il faut se rappeler que l’évolution est fondée sur l’aptitude à se reproduire et agit en éliminant ce qui ne convient pas. Dès lors, qu’importe ce qu’il advient des êtres lorsqu’ils se sont reproduits… D’autre part, il apparaît que commander à la fois une très grande dite et réparer «des ans l’irréparable outrage» durant une longue période représente une grande dépense énergétique. Une débauche de systèmes de réparation pour éviter la sénescence pourrait même se faire au détriment de l’efficacité des systèmes de reproduction. Par conséquent, une première réponse «darwinienne» est que la sénescence et la mort des organismes ne représentent pas de désavantage sélectif et n’ont pas eu de raisons d’être éliminées ! Mais tout n’est pas si simple. Selon d’autres hypothèses, la sénescence et la mort pourraient ne pas être neutres mais bien plutôt bénéfiques. Au niveau cellulaire, par exemple, le destin oscille constamment entre l’immortalité de nos cellules - et sa conséquence tragique, le développement de cancers - ou bien leur sénescence. Certains de ces mécanismes de sénescence cellulaires auraient donc pu être sélectionnés comme systèmes de contrôle antioncogéniques et antiprolifératifs.

Enfin, si l’on parle de la mort, impossible de ne pas mentionner l’apoptose, ou «mort cellulaire programmée». Malgré le mot «mort» qui entre dans sa définition, il n’est pas certain qu’elle joue un rôle important dans le vieillissement des organismes. Elle intervient surtout comme mécanisme de défense contre les cancers et les infections virales. Au cours du développement, elle contribue à sculpter le corps en éliminant le surplus, par exemple, les régions entre les doigts lors de la croissance du foetus.

Axel Kahn
Généticien, directeur de l’Institut Cochin, à Paris.

Débat : Avons-nous notre libre arbitre ?

OUISpontanément, un biologiste ne peut pas ne pas avoir tendance à nier tout à la fois le libre arbitre et l’existence de comportements humains transcendant la matière, c’est-à-dire au sens propre, «surnaturels». Il faut donc réfléchir, faire un réel effort pour se défaire de ce cliché, pour accéder à la compréhension de ce fait incontestable qu’en toute rigueur le déterminisme n’est nullement lui-même une position «scientifique», mais au contraire un parti pris typiquement métaphysique. Comme l’écrit très intelligemment Karl Popper dans les premières lignes de son ouvrage, Le réalisme et la science : «La théorie selon laquelle toutes les actions sont égoïstes, motivées par l’intérêt, est très répandue : il en existe des versions dans le béhaviorisme, la psychanalyse, la psychologie individuelle, l’utilitarisme, le marxisme vulgaire, la pensée religieuse et la sociologie des connaissances. Or il est pourtant clair que cette théorie, et avec elle toutes ses variantes, n’est pas falsifiable : aucun exemple d’action altruiste ne peut réfuter l’idée selon laquelle il en existerait une motivation égoïste cachée.»

En d’autres termes, la proposition selon laquelle toutes nos actions seraient déterminées par des causes efficientes échappant le cas échéant à notre volonté consciente, par des intérêts avoués ou inavouables, est par définition «non falsifiable», impossible à tester par quelque expérimentation que ce soit, et par conséquent non scientifique. C’est dire qu’il en va paradoxalement du déterminisme comme de la religion : de même qu’il est rigoureusement impossible de prouver que Dieu n’existe pas, on pourra toujours, derrière toute action, même la plus désintéressée en apparence, postuler l’existence d’une motivation inconsciente et secrète. Il est donc, stricto sensu, impossible de prouver empiriquement l’illégitimité du déterminisme. Mais justement, c’est parce qu’il échappe à toute réfutation empirique imaginable qu’il manifeste son caractère de parti pris métaphysique.L’hypothèse du déterminisme, comme celle de l’existence de Dieu, se meut dans une sphère qui échappe à tout contrôle par les faits, et c’est seulement à ce prix qu’elle parvient également à échapper à toute mise en cause expérimentale.Il faut en outre ajouter que sous sa forme classique, le déterminisme, qui consiste à poser que tout effet possède une cause située dans la nature, est, comme Kant l’avait déjà montré de manière convaincante, parfaitement contradictoire. Car cette cause est elle-même nécessairement l’effet d’une autre cause, située elle aussi dans la nature, qui, par conséquent, est à son tour l’effet d’une autre cause, et ainsi de suite à l’infini. Ce qui fait du déterminisme une hypothèse intenable : soit on arrête la chaîne des causalités, comme le fait Leibniz, en posant une cause première (Dieu, la Nature, l’Histoire ou ce que vous voudrez d’autre), mais au moment même où on veut enfin fonder le déterminisme, on le nie, puisque cette cause première, n’ayant pas de cause, l’enfreint dès l’instant où on la postule; soit on laisse ouvert la régression à l’infini, auquel cas l’effet n’est précisément jamais déterminé ni expliqué, puisqu’on ne peut pas considérer qu’une explication qui se perd dans l’infini soit vraiment une explication. Le déterminisme se révèle donc paradoxalement tout aussi indémontrable, tout aussi impensable que son contraire (l’hypothèse d’une liberté de choix permettant d’inaugurer des séries d’actions dans le monde). Si l’on veut vraiment être rationaliste, il faut donc maintenir le déterminisme sur le plan théorique - scientifique -, non comme une vérité ontologique mais comme un pur principe méthodologique indéfiniment applicable, et conserver par ailleurs l’idée de liberté comme un postulat, certes lui aussi indémontrable et infalsifiable, mais dont il n’est ni nécessaire ni souhaitable d’un point de vue éthique de faire l’économie.Luc Ferry
Philosophe, ancien ministre de l’Education nationale.

NONL’homme n’est pas totalement libre de prendre une décision en fonction des éléments dont il dispose car il subit un double déterminisme. Les gènes nous imposent des prédispositions. Nous ne choisissons pas d’être aveugle ou sourd ou d’avoir telle maladie. Ensuite, c’est l’environnement qui nous forge. Comme l’écrivait Kant, «on naît deux fois», à la naissance et pendant l’éducation. Certains héritent, par exemple, de gènes qui favorisent l’alcoolisme et, de plus, sont élevés par un parent - modèle pour l’enfant - au comportement alcoolique; c’est une double fatalité. On ne peut s’affranchir ni de ses gènes, ni de l’épigenèse. On ne répétera donc jamais assez l’importance de l’éducation.Ne pas éduquer un enfant, c’est comme ne pas le nourrir. Dans le règne animal, l’homme est néanmoins l’animal le plus libre. Parce qu’il est néoténique, son cerveau met au moins dix-huit ans à arriver à maturité; jusqu’à la fin de la maturation, la part de l’aléatoire est la plus élevée. Après 18 ans, c’est la course entre le milieu et les gènes. Vous évoluez, vos gènes conditionnent votre propre histoire, en même temps vous allez perturber ou favoriser l’expression d’autres gènes, etc. Exemple, si des gènes vous prédisposent à un cancer, vous pouvez peut-être y échapper en adoptant un certain style de vie. L’homme possède donc certains degrés de liberté, mais il faut détenir les instruments pour accéder à cette liberté. Ces outils sont l’éducation, mais aussi «l’autre». Il faut s’entourer de bons partenaires, de maîtres, d’une compagne ou d’un compagnon. L’homme a besoin de l’autre autant que d’oxygène. Par ailleurs, si l’individu est libre car capable de faire des choix, derrière ces choix se cachent des sentiments. Des recherches du Massachusetts Institute of Technology ont montré que le choix ne se fait pas avec la conscience, le désir sous-tend tout acte. Le cortex préfrontal, le commissaire-priseur de notre cerveau qui décide ce que l’on fait ou pas, est modelé par l’émotion. Tout choix a une base d’affect, d’attente d’une récompense par exemple, ou d’évitement d’une souffrance. On peut donc penser que l’on prend des décisions librement, qu’on choisit son camp. En réalité le choix de son camp est déterminé par les sentiments.Jean-Didier Vincent
Neurobiologiste, directeur de l’Institut de neurobiologie Alfred-Fessard

L’amour rend-il intelligent ?

Dans la vie, il y a deux moments différents où l’amour rend intelligent. D’abord, quand nous sommes bébé, avant la parole, ensuite à l’âge du sexe. Au début, s’il n’y a pas autour de nous une enveloppe affective (quelqu’un qui nous touche, parle, toilette, gronde, caresse…), notre cerveau s’atrophie et tous nos développements biologiques et psychologiques s’arrêtent. Les technologies de neuro-imagerie moderne permettent même de mesurer la fonte cérébrale que provoquent l’isolement sensoriel et la carence affective. Il se produit une atrophie des lobes préfrontaux qui empêche, altère ou même supprime le socle neurologique qui permet en particulier l’anticipation. Une autre zone appelée système limbique s’atrophie aussi, qui se trouve être le support neuronal de la mémoire et des émotions.

En 1985, quand j’ai été invité en Roumanie à rencontrer des enfants abandonnés sous Ceaucescu, tout le monde me disait qu’il s’agissait d’encéphalopathes ou d’autistes. Comme j’avais une formation éthologique, je savais qu’une altération sensorielle pouvait provoquer une atrophie de la zone correspondante du cerveau. Tous les scanners alors effectués par Hervé Allain (qui dirigeait le laboratoire de pharmacologie expérimentale et clinique de l’université Rennes-I) ont montré des atrophies fronto-limbiques. Un enfant en carence affective ne peut donc ni anticiper ni utiliser sa mémoire puisque son socle neurologique n’a pas été stimulé. Ces enfants roumains ne pouvaient pas faire de phrases, ne pouvaient pas penser, ne pouvaient pas même se représenter le temps… Avant la parole, la nourriture affective est un stimulant cérébral des socles qui permettent la représentation du temps - c’est-à-dire les récits -, les mathématiques, la géométrie…

Le second moment, c’est quand on arrive à l’âge de l’appétence sexuelle. Là, on apprend à aimer d’une nouvelle façon, intense, qui oblige à quitter la première manière d’aimer (maman, papa…). L’amour du sexe nous force à tenter l’aventure de l’exploration d’un autre. Nous sommes obligés d’acquérir l’intelligence d’un autre monde, de développer notre empathie. Or, quand je suis amoureux (se), que se passe-t-il sur le plan biologique ? Eveillé(e), je ne pense qu’à elle (lui). Et quand je dors, la longueur des phases de mon sommeil paradoxal augmente de 30%. Il se trouve que c’est lors de ces phases que les processus de mémoire sont les mieux incorporés. Autrement dit, quand je suis amoureux d’elle (de lui), le socle biologique de ma mémoire est augmenté de 30% - je peux donc «l’apprendre par coeur» !

De surcroît, le fait d’être amoureux - d’une femme, d’un homme, d’un autre pays, d’une autre culture, d’une autre langue, d’un livre - m’invite à l’exploration. Il faut que j’apprenne cette autre langue, cette autre culture, ce monde mental de la femme (l’homme) dont je rêve… Biologiquement, je me prépare ainsi à apprendre; psychologiquement, aussi. Socialement, on voit que certaines sociétés encouragent ce mode d’exploration quand d’autres, au contraire, le découragent.

Et même au très grand âge - aux 120 ans d’existence auxquels nous avons droit ! - aimer reste un stimulant essentiel et de notre cerveau et de notre monde psychologique intime ! Même si la manière d’aimer, encore une fois, a changé. Donc, oui, l’amour rend intelligent à tous les stades du développement.

Foris Cyrulnik
Neuropsychiatre, éthologue, directeur d’enseignement à l’université de Toulon.

Quel est le propre de l’homme ?

Si propre de l’homme il y a, il est bien difficile à distinguer de la toile de fond «primate». Biologiquement, nous sommes des primates, par nos cerveaux, nos mains, nos yeux, etc. L’observation des bonobos, des chimpanzés ou des singes capucins montre que certains de nos comportements sociaux ont également des racines biologiques : la sexualité, la politique, la culture, l’empathie, le sens de l’équité et même la morale. Les humains sont des primates qui sont allés plus loin. Ainsi, ils ont ajouté le symbole à la culture. Si des chimpanzés entraînés en laboratoire manipulent des symboles, ils n’ont pas de culture symbolique. Idem pour la pensée abstraite, le langage. Les différences entre les singes et nous sont graduelles, mais, cumulées, elles ont fini par avoir un impact énorme, notamment sur le plan technologique.

Frans de Waal
Psychologue, primatologue, professeur à l’université Emory d’Atlanta (Etats-Unis).

Sommes-nous tous accros ?

Personne n’est complètement à l’abri de la dépendance. Que ce soit vis-à-vis des drogues, de l’alcool, de la cigarette, du jeu… ou de la passion amoureuse. Une des raisons de cette vulnérabilité est que tous les individus sont susceptibles d’être déprimés au cours de leur vie, et il semble qu’il existe un lien quasi neurobiologique entre la dépression et la dépendance. Mais, non, heureusement, nous ne sommes pas tous accros, nous sommes seulement tous plus ou moins fragiles. Cette fragilité dépend du patrimoine génétique - certaines souches de souris sont très sensibles aux drogues et d’autres y sont résistantes -, mais elle dépend aussi - et surtout - de l’histoire personnelle de chacun. Depuis 2006, mon équipe et moi avons développé une nouvelle théorie de la dépendance.

Le modèle accepté jusqu’à présent était que la drogue rend dépendant parce qu’elle apporte du plaisir. Au contraire, nous avons montré que les drogues ont un effet neurobiologique qui rend le toxicomane hypersensible à ses émotions. La drogue devient alors le moyen le plus accessible, ou en tout cas le plus évident, pour rendre ces émotions supportables.

Jean-Pol Tassin
Neurobiologiste, directeur de recherche à l’Inserm, Collège de France

A quand le bébé «sur mesure» ?

La médecine ne doit pas servir à répondre aux désirs les plus fous ou aux projets de convenance, elle n’est là que pour restaurer une nature qui est altérée. La première limite à ne pas franchir, c’est de permettre le choix du sexe de l’enfant, qui n’a pas de raison d’être. Ensuite, on ne peut pas promettre que chaque femme qui le désire pourra enfanter quel que soit son âge, son état de santé, qu’elle vive en couple ou non.

René Frydman
Gynécologue- obstétricen, hôpital Antoine-Béclère de Clamart, «père» du premier bébé-éprouvette français.

Alzheimer est-il ineluctable ?

Non, nous pourrons y échapper, mais quand… je ne sais pas. En vingt ans, la progression des connaissances de la physiopathologie de cette maladie a été extraordinaire, et c’est aujourd’hui la pathologie neurodégénérative que l’on connaît le mieux. Mais, si on identifie la cascade d’événements biologiques responsables de la dégénérescence cérébrale, on en ignore encore les causes déclenchantes.

En attendant la réponse, il faut agir au plus tôt pour les malades.
Soit de manière préventive, avant la formation des dangereuses plaques amyloïdes dans le cerveau, soit de manière curative. Pour cela, on suit aujourd’hui deux pistes : les médicaments et le vaccin. Un exemple avec les médicaments du futur. Les sécrétases sont des enzymes impliquées dans la formation du peptide amyloïde.

La recherche travaille à mettre au point des antisécrétases, des inhibiteurs enzymatiques qui empêcheraient que les plaques ne se forment. Mais il faut encore gagner en spécificité d’action, car ces sécrétases interviennent ailleurs dans l’organisme. L’idée de la vaccination est à la fois géniale et pourtant si simple. Nous avons des modèles animaux qui nous disent que la régression des plaques est possible. Si, en raison d’effets secondaires graves (des encéphalites), le premier essai vaccinal a dû être abandonné, d’autres vont démarrer avec un vaccin modifié. Tous ces travaux ont un même objectif : retarder l’apparition de la maladie.

Si on gagne cinq ans, on sait que l’on diminuera de 50% la fréquence de la maladie. Pour la France, cela signifierait 400 000 patients en moins ! Au final, l’idée serait que la maladie ne se déclare que vers les âges les plus élevés de la vie. Inutile de préciser qu’au niveau mondial, l’enjeu de santé publique est colossal.

Bruno Dubois
Neurologue, hôpital de la Pitié-Salpêtrière, Paris.

Va-t-on guérir le cancer ?

Bien sûr un jour, demain peut-être, le cancer sera définitivement guéri. Pourquoi ? parce qu’avec plus de 20 millions de nouveaux cas chaque année à partir de 2020 et plus de 10 millions de morts, nous n’avons pas d’autre choix. Touchant un homme sur deux, une femme sur trois, une des principales causes de mortalité chez l’enfant et l’adolescent dans les pays développés, le cancer ne peut nous laisser indifférents et sera vaincu. Comment ? D’abord et avant tout par l’intelligence. Les mécanismes de cancérisation seront décryptés par les chercheurs et l’on mettra au point des traitements de plus en plus ciblés attaquant la cellule cancéreuse dans ce qu’elle a de plus spécifique et de plus fort. Second levier du succès, notre capacité à travailler ensemble. Chirurgiens, radiothérapeutes, oncologues, et tous les autres personnels de santé mettront en commun leurs savoirs pour une prise en charge cohérente, humaniste et techniquement plus efficace des malades. Cette union créera, autour du patient désemparé, un environnement susceptible de lui donner envie de vaincre sa maladie, de se réinsérer au mieux et d’effacer, autant que faire se peut, les séquelles que cette rencontre avec le cancer a pu induire. Sa vie redeviendra alors aussi belle qu’avant.

David Khayat
Oncologue, hôpital de la Pitié-Salpêtrière, Paris.

Deviendrons-nous tous obèses (et diabétiques) ?

Six pour cent en plus de cas d’obésité par an en France, une vie sédentaire et citadine qui entraîne, partout dans le monde, une surconsommation d’aliments riches en calories : sans être un grand mathématicien, on peut craindre l’émergence et la suprématie absolue de l’Homo sapiens «obesus» rapidement sur Terre ! Pourtant, la surprise n’est pas qu’il y ait autant d’obèses, mais que tout le monde ne soit pas déjà obèse… et diabétique.

Si la théorie populaire du génotype d’épargne était vraie (on est tous descendants des survivants des famines), on devrait être uniformément en surpoids et en mauvaise santé. En fait, des recherches récentes montrent que la variabilité génétique de notre système de régulation du poids est plus grande que prévue, et qu’une partie importante de la population, du moins en Europe, ne sera jamais obèse, car elle est protégée par des mécanismes de contre-régulation efficaces. En revanche, il est tout de même probable que des mutations obésogènes se sont accumulées pendant des millénaires sans être éliminées car leur effet délétère était faible. Dans la nature, le principal problème du surpoids est de faire d’un individu une proie idéale et peu véloce pour les prédateurs… mais cela fait assez longtemps que l’homme n’est plus mangé par les fauves !

Il reste à savoir quel est le socle génétique de l’obésité de l’enfant, de façon à concentrer nos efforts pour prévenir celle-ci le plus tôt possible. Pour le diabète, il est maintenant bien établi que de très nombreux obèses ne seront jamais diabétiques. L’analyse du génome par puces à ADN permet de réaliser de véritables cartes d’identité génétiques de l’obésité et du diabète, prélude à des tests prédictifs de ces affections. J’incline à penser que demain, si ces travaux sont utilisés en pratique médicale, nous pourrons non seulement prévenir l’obésité mais aussi éviter aux obèses de devenir diabétiques.

Philippe Froguel
Professeur à l’Imperial College de Londres, directeur de recherche en génétique à L’institut Pasteur de Lille (CNRS)

Peut-on voir la conscience ?

L’accès à la «conscience», c’est savoir que l’on perçoit une information et savoir laquelle. Dans notre laboratoire, nous utilisons déjà différentes techniques, l’IRM fonctionnelle (qui mesure les variations du débit sanguin dans le cerveau), l’EEG (l’électro-encéphalographie) ou, très bientôt, la magnéto-encéphalographie (qui permet d’enregistrer avec une excellente précision spatiale et temporelle) pour détecter cette «prise de conscience» ou non. Nous avons, par exemple, réalisé des expériences de lecture subliminale au cours desquelles des mots ou des nombres sont présentés à un individu trop brièvement pour qu’il en ait conscience.
Nous avons observé que cette lecture inconsciente activait de multiples régions cérébrales, notamment dans le cortex temporal. Nous avons aussi pu démontrer que pendant la lecture d’un mot (conscient), les 270 premières millisecondes étaient, elles, inconscientes. Ensuite, la perception accède au cortex préfrontal et devient consciente. Le modèle est encore balbutiant mais il semble établir que le rôle du cortex préfrontal serait de rassembler l’information et de la rendre cohérente. En somme, nous sommes en train de découvrir des aires de conscience, et la face cachée de l’inconscient qui, en réalité, correspond à des milliers de traitements inconscients différents. A terme, ces avancées auront des retombées médicales pour le diagnostic des comas et états végétatifs et - pourquoi pas ? - l’invention de nouveaux traitements.

Stanislas Dehaene
Psychologue, titulaire de la chaire de psychologie cognitive expérimentale du Collège de France, membre de l’Académie des sciences.

Les microbes sont-ils invincibles ?

En matière de lutte contre les maladies infectieuses, causées par les bactéries et les virus, il faut distinguer éradication et contrôle. La première est l’exception. L’éradication de la polio est plus difficile que prévue et celle réussie de la variole pourrait être remise en question par la folie des hommes (bioterrorisme) ou l’émergence de virus similaires (monkeypox ou variole du singe). En fait, le phénomène infectieux ne peut avoir de fin. L’homme est écologiquement et inéluctablement confronté à ces invisibles prédateurs qui évoluent et parviennent à échapper aux défenses immunitaires, aux antibiotiques, etc. On enregistre l’émergence ou la réémergence d’un pathogène dangereux tous les huit mois environ. Il existe en effet des réservoirs (animaux sauvages, insectes…) incontrôlés qui empêchent toute éradication. De plus, les mutations et recombinaisons créent sans cesse des variants dont certains infectent l’homme. Enfin, l’évolution des modes de vie crée de nouveaux modes de dissémination. C’est pourquoi le contrôle suppose une vigilance sans relâche que le monde occidental semblait avoir oublié. Le sida, puis le SRAS et la grippe aviaire ont provoqué une prise de conscience et une mobilisation sans précédent qui, depuis peu, donnent espoir d’alléger le terrible fardeau infectieux des pays pauvres. Dans le cas du sida, si la maladie n’est plus fatale pour les favorisés grâce aux antirétrovirus, en 2007, 40 millions de personnes vivent infectées, 25 millions sont mortes, et l’épidémie n’a pas atteint son pic. Et pas de vaccin préventif en vue. L’homme doit, par sa rapidité d’innovation, dépasser la vitesse d’évolution des pathogènes. Le sida montre qu’il reste du chemin à parcourir.

Philippe Kourilsky
Immunologiste, ancien directeur de l’Institut Pasteur, membre de l’Académie des sciences.

Sciences et Avenir, Novembre 2007