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David Louapre

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Sommes-nous seuls dans l’Univers ? C’est pour répondre à cette obsédante question que de nombreux scientifiques ont participé depuis les années 60 au programme SETI : Search for ExtraTerrestrial Intelligence.

Une des principales méthodes d’observation du programme SETI consiste à utiliser un radio-téléscope. Ces télescopes géants (comme celui d’Arecibo en photo ci-dessous) permettent de capter des ondes, mais pas dans le domaine de la lumière visible. Au contraire d’une bonne vieille lunette astronomique, ces télescopes détectent les ondes radios.

La première observation en radio-astronomie du programme SETI fut réalisée en 1960 par l’américain Francis Drake, alors jeune astronome à l’observatoire de Green Bank en Virginie. Pour justifier sa tentative et estimer ses chances de pouvoir détecter une civilisation extra-terrestre, il a proposé un calcul approché, connu maintenant sous le nom d’équation de Drake. Voyons un peu le raisonnement derrière cette équation.

Préliminaire : Ce billet est la suite de celui de la semaine dernière, qui portait sur les probabilités conditionnelles et introduisait la formule de Bayes. Si ces notions vous sont familières, vous n’êtes pas obligés d’aller le lire. Dans le cas contraire, n’hésitez pas à vous rafraîchir la mémoire !

La semaine dernière, je vous ai présenté la célèbre règle de Bayes, qui permet de relier la probabilité conditionnelle de « A sachant B » à celle de « B sachant A »

$latex P(A | B) = \frac{P(B | A) P(A)}{P(B)}&s=2&fg=0000ff$

Nous avions vu un cas simple, où A et B désignaient respectivement le fait d’être rouge et carré pour un objet que l’on tire au hasard dans une urne (« quelle est la probabilité qu’il soit carré sachant qu’il est rouge »), ainsi qu’un cas plus subtil où il était question de dépistage du cancer.

L’idée était de souligner la différence entre « la probabilité d’avoir le cancer sachant qu’on est dépisté positif », notée P(C | +), et  « la probabilité d’être dépisté positif sachant qu’on a le cancer », notée P(+ | C). D’après la formule de Bayes, on peut relier les deux par :

$latex P(C | +) = \frac{P(+ | C) P(C)}{P(+)}$

Aujourd’hui, nous allons voir en quoi la formule de Bayes peut s’interpréter dans un contexte plus général, et devenir un outil formidable pour quantifier la manière dont nous raisonnons, et même dont notre cerveau fonctionne !

Vous venez de passer un test pour le dépistage du cancer. Le médecin vous convoque pour vous annoncer le résultat : mauvaise nouvelle, il est positif. Pas de chance, alors que ce type de cancer ne touche que 0.1% de la population.

Vous demandez alors au praticien si le test est fiable. Sa réponse est sans appel : « Si vous avez le cancer, le test sera positif dans 90% des cas ; alors que si vous ne l’avez pas, il sera négatif dans 97% des cas ». L’affaire paraît entendue…

Et pourtant, à votre avis, après le résultat d’un tel test, quelle est la probabilité que vous ayez le cancer ? 90% ? 87% ? Moins que ça ?

Pour répondre à cette question, il va falloir faire un tout petit peu de probabilités…mais ça en vaut la peine, vous allez découvrir que malgré votre test positif, la probabilité d’être malade n’est que de 2.9% ! Creusons un peu ce petit paradoxe, et partons à la découverte de la formule de Bayes, l’une des plus importantes de toute l’histoire des sciences !

Il y a quelques mois, au cours d’un dîner consacré à Votons pour la Science, je discutais avec mes comparses blogueurs Xochipilli et Jean-Michel Courty. La conversation portait notamment sur le buzz associé à l’inévitable boson de Higgs.

Jean-Michel a alors fait remarquer qu’à son avis, il existait d’autres résultats très importants, et dont injustement on ne parlait pas assez.

« – Ah bon ? Quoi ?

– La localisation d’Anderson, par exemple ».

Je dois avouer qu’à ce moment là, je n’avais pas une idée très claire de ce qu’était la localisation d’Anderson, même si ça me rappelait vaguement des conversations de machine à café avec certains de mes collègues de labo.

Pour réparer l’injustice soulevée par Jean-Michel, j’ai décidé de relever le défi et de vous parler aujourd’hui de la localisation d’Anderson, qui a valu à son auteur le prix Nobel en 1977. Pour vous mettre l’eau à la bouche, vous allez découvrir un effet que l’on peut rapprocher de la supra-conductivité, mais à l’envers ! Une sorte de supra-résistivité, donc…

Par bien des aspects, les langues sont comme les espèces animales : certaines se ressemblent, d’autres pas, et ces similarités permettent de les grouper en familles. Parmi celles-ci, il en existe une particulièrement intéressante : la famille des langues dites indo-européennes.

La question de l’origine de ces langues indo-européennes agite depuis longtemps la communauté des linguistes. Elle a même été qualifiée de « problème le plus récalcitrant et pourtant le plus étudié de la linguistique historique » [1].

Un récent article de Science apporte des éléments nouveaux à cette question, mais fait également gonfler la polémique !

La GFP – pour Green Fluorescent Protein – fut décrite pour la première fois en 1962. Découverte par le japonais Osamu Shimamura dans une espèce de méduse bien particulière, Aequorea victoria, elle possède comme son nom l’indique l’étonnante particularité d’être une protéine fluorescente.

Pendant 30 ans, cette protéine est restée une simple curiosité ; on ne sait même pas ce que sa fluorescence peut apporter aux méduses. Et pourtant à partir de 1992, la GFP est devenue en quelques années l’un des outils les plus puissants de la biologie moléculaire et cellulaire. A tel point qu’elle fut l’objet du prix Nobel de chimie en 2008.

On attribue généralement au philosophe grec Démocrite l’idée que la matière soit composée d’éléments plus ou moins indivisibles : les atomes. Si l’idée était juste, Démocrite n’avait pas réalisé à l’époque à quel point les atomes qui nous entourent sont petits : moins d’un nanomètre, soit un milliardième de mètre !

Il a fallu ensuite attendre la fin du XIXème siècle pour que les physiciens apportent une preuve définitive de l’existence des atomes, et arrivent à estimer leur taille de manière suffisamment précise.

Et pourtant en 1762, Benjamin Franklin fit une observation étonnante qui aurait pu lui permettre un siècle avant tout le monde de réaliser à quel point les atomes et les molécules qui nous entourent sont petits. Mais bizarrement, il n’a pas poussé son raisonnement assez loin.

Encore une rediffusion, la dernière de l’été 2012, après je m’y remets sérieusement !

Il y a quelques semaines, je vous avais parlé de la théorie des jeux, à travers l’exemple du dilemme du prisonnier. Et j’ai bien fait ! Car cela va me permettre d’aborder aujourd’hui un thème fascinant à l’interface entre biologie, sciences sociales et économie : la neurobiologie de la confiance envers les autres.

Au début de l’été, et après 18 mois de débats, il semble que l’affaire de la bactérie à l’arsenic ait été définitivement tranchée. La revue Science a en effet publié deux articles réfutant l’affirmation initiale de l’équipe de la NASA. En cette période estivale où je poste des rediffusions sur ce blog, j’en profite pour vous reservir mon article écrit à l’époque, et qui ne parle pas tant de la bactérie à l’arsenic, que des éléments chimiques qui sont indispensables à la vie telle que nous la connaissons.

Difficile de passer à côté, la NASA vient d’annoncer avec tambours et trompettes la mise au jour d’une « nouvelle forme de vie », soi-disant basée sur l’arsenic.

Mais il semble que cette découverte suscite déjà la polémique chez les scientifiques du domaine, et n’étant pas très compétent sur le fond, je me garderai bien de commenter le caractère solide ou pas de cette annonce.

Pourtant c’est une bonne occasion de revoir quelques principes de biochimie et de se replonger dans la classification périodique des éléments de Mendeleev, alors n’hésitons pas !

Le pouillot verdâtre (Phylloscopus trochiloides) est un petit oiseau d’une dizaine de centimètres, que l’on trouve dans les forêts d’Asie centrale et de Sibérie. Dans ces régions, on distingue plusieurs sous-espèces de pouillot verdâtre, qui diffèrent par leur plumage et leur chant, mais surtout par leur implantation géographique. Et la comparaison de ces sous-espèces est pleine de surprises pour les biologistes de l’évolution.

Quand on compare deux sous-espèces voisines géographiquement, on retrouve un certain nombre de caractères communs : les allures des plumages et la structure des chants sont proches par exemple.