Le blog-notes mathématique du coyote

 

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Editorial

Ce blog a pour sujet les mathématiques et leur enseignement au Lycée. Son but est triple.
Premièrement, ce blog est pour moi une manière idéale de classer les informations que je glâne au cours de mes voyages en Cybérie.
Deuxièmement, ces billets me semblent bien adaptés à la génération zapping de nos élèves. Ces textes courts et ces vidéos, privilégiant le côté ludique des maths, pourront, je l'espère, les intéresser et leur donner l'envie d'en savoir plus.
Enfin, c'est un bon moyen de communiquer avec des collègues de toute la francophonie.

mardi 7 février 2012

Plongée au cœur du Web

Et si les secrets de la réussite des géants du Web, les Google, Facebook, Twitter ou autres Amazon trouvaient leur origine au XVIIIe siècle à Königsberg, en Allemagne ? A cette époque un mathématicien, Leonhard Euler, donna en effet naissance à une discipline devenue pilier de ces sites Internet : la théorie des graphes. Le problème d'Euler était de parcourir les quatre quartiers de sa ville sans emprunter deux fois l'un des sept ponts les reliant. Soit, sur un dessin, le fameux graphe, quatre sommets (ou noeuds) reliés par sept arêtes (ou liens). Les problèmes des vedettes du Web sont conceptuellement semblables, mais à une tout autre échelle : des milliards de "quartiers" (les pages Web, les profils, les clients...) et des milliards de "ponts" (les liens html, les "amis", les achats... reliant tout ce beau monde). La question est d'inventer les outils permettant de trouver la bonne information dans cette nuée, d'identifier des noeuds capitaux pour la bonne tenue de l'ensemble, de regrouper les gens par affinité, ou de recommander de nouveaux produits aux acheteurs. En outre, contrairement à Königsberg, cette "ville" possède des quartiers et des ponts qui bougent, naissent ou meurent...
Il y a une dizaine d'années, une nouvelle science est donc apparue, pour décrire et comprendre ces graphes ou réseaux de grandes tailles qui grossissaient sans plan préétabli : le Web et ses réseaux sociaux (Facebook, LinkedIn, Twitter, Viadeo...). Les mathématiciens et informaticiens y ont vu un terrain de jeu stimulant pour pousser leurs théories et calculs dans leurs retranchements. "Il y a de quoi attirer de jeunes talents qui, auparavant, se lançaient dans la finance", constate Henri Verdier, président du pôle de compétitivité Cap Digital. Il a justement cofondé une entreprise, MFG Labs, avec deux mathématiciens.
Les physiciens s'y sont intéressés, armés de leurs outils statistiques qui permettent de passer du microscopique (l'agitation des atomes d'un gaz, par exemple) au macroscopique (comme la température de ce gaz). Même les sciences humaines s'y sont mises, car pour un sociologue les réseaux sociaux existaient bien avant le Web. Certains d'entre eux avaient déjà dessiné des graphes, à la main, pour décrire les interactions entre différents membres de communautés familiales, religieuses, sportives... "Le Web est à la fois l'objet de la recherche et le moyen de la recherche", constate Dominique Cardon, sociologue au laboratoire Sense d'Orange Labs. Le mouvement est lancé. Des bases de données d'articles scientifiques, comme PubMed, recensent déjà plus de 200 articles ayant comme sujet Facebook, une centaine concernant Twitter, comme si ces sites étaient des gènes ou des particules. Des conférences et des revues spécialisées se créent.
En France, l'Institut Télécom vient de lancer une chaire "réseaux sociaux", soutenue par Danone ou La Poste. Une seconde sur la question des "données numériques" suivra très bientôt. Autour du médialab de Sciences Po sera développé un instrument à trois "bras", DIME-SHS (Données, infrastructure, méthodes d'enquêtes en sciences humaines et sociales), pour faire passer les sciences humaines à l'ère du numérique.

Jungle foisonnante

Outre des technologies pour effectuer des sondages via des tablettes, il y aura une plate-forme archivant et donnant accès à des études de terrain précédentes. Enfin, un service permettra aux chercheurs de construire et d'analyser leurs propres corpus issus de l'exploration des multiples "traces" laissées par les internautes sur le Web : billets de blogs, tweetts, liens hypertextes postés, statistiques d'usages... "Nous avons beaucoup de demandes de chercheurs pour de tels outils, mais d'autres sont encore réticents, notamment car la méthodologie n'est pas encore mûre, explique Paul Girard, l'un des ingénieurs de ce futur équipement au médialab de Sciences Po. Le Web ne dit pas tout."
Cette mode est affublée de plusieurs noms : science du Web, science des réseaux, humanités numériques... Peu importe, à peine née, ses résultats intéressent les fournisseurs commerciaux de services Web. Comment trier l'information au plus vite ? Comment identifier des communautés d'intérêts dans la jungle foisonnante du Web ? Comment se diffusent des informations ou des produits sur ces réseaux ?...
D'autres acteurs aimeraient aussi avoir ces réponses. Le secteur de la sécurité et de la défense rêve de surveiller les activités suspectes et de les anticiper. Les sondeurs (et hommes politiques) guettent toute percée sur la mesure de l'"état de l'opinion" sans recourir aux sondages. Le marketing s'y plonge pour repérer les profils influents et élaborer des campagnes efficaces... Le vieux rêve (ou cauchemar) d'une prédiction du futur refait surface. Où en est-on vraiment ? Le succès le plus évident de l'application de la théorie des graphes au Web est à chercher du côté du moteur de recherche Google. Alors que, dans les années 1990, des sites hiérarchisent à la main les informations dans de gigantesques annuaires reposant sur le contenu des sites et des pages référencées, Sergey Brin et Larry Page, les fondateurs de Google, innovent à partir de 1995. Leur méthode recense seulement les liens hypertextes qui permettent de passer d'une page à l'autre et en tire un classement, selon le "vieux" principe académique qui veut que plus une page est citée (via ces liens), plus elle est pertinente. C'est donc la structure même du réseau qui sert à son classement. Pas son contenu. "Cette rupture a périmé en un rien de temps les autres techniques", rappelle Dominique Cardon, qui constate également que cette suprématie est en passe d'être chamboulée.
Plus modestement que Google, d'autres sociétés utilisent la force de la structure sur le contenu pour se repérer dans la jungle des sites Web. Par exemple Linkfluence : cette start-up, dont Le Monde est partenaire, réalise ainsi des cartes de la blogosphère francophone. Plus de 13 500 sites sont regroupés en trois "continents", eux-mêmes sous-divisés en vingt territoires, etc. Le tout en analysant les liens entre eux et en vérifiant a posteriori les contenus.
Cette quête de "communautés" est une branche toujours très active de la recherche en mathématique et informatique pour l'automatiser. La méthode la plus efficace a été inventée par l'université de Louvain, en 2008, et appliquée avec succès sur de très grands graphes, comme les échanges téléphoniques belges et français (Le Monde du 17 décembre 2011) ou Twitter, LinkedIn... En quelques minutes, la masse informe de noeuds "explose" et devient une galaxie plus lisible avec des agrégats bien séparés. Reste à étudier les évolutions dans le temps de ces réseaux et à tenir compte des multi-appartenances des noeuds. Car, les sociologues le savent bien, un individu peut avoir plusieurs "identités".

Les nains et les géants

Cette structuration des graphes en communautés est l'une des propriétés remarquables mises en évidence par les pionniers américains de la fin des années 1990, tels Duncan Watts, Albert-Laszlo Barabasi, Jon Kleinberg... Il existe, dans ces grands réseaux, des régions denses avec beaucoup de liens et de grands espaces sans lien. Ils ont aussi réalisé que ces réseaux, malgré leur nombre important de noeuds et de liens, sont en fait de petite taille. Autrement dit qu'en quelques sauts, de lien en lien, on peut parcourir n'importe quel point du graphe. Selon Albert-Laszlo Barabasi, le Web tout entier aurait même un diamètre inférieur à vingt.
Plus récemment, les chercheurs de Facebook ont trouvé que le diamètre du réseau social était inférieur à cinq. Attention, petit diamètre ne signifie pas que nous soyons tous "amis". "Ce résultat sur Facebook n'a ni sens ni implication sociologique. En effet, une propriété caractéristique de ces réseaux dits petits-mondes est que le nombre de liens (comme le nombre d'amis sur Facebook) est réparti de manière aussi inéquitable entre les noeuds du réseau que le capital au sein d'une population : être à quatre poignées de main d'une personne qui a 3 000 amis déclarés ne la rend pas plus abordable que se trouver le nez devant sa porte close, explique Christophe Prieur, du laboratoire d'algorithmique du CNRS et de l'université Paris Diderot. Dans un monde (hypothétique) où la personne la plus éloignée de vous serait à six pas, ce six signifie l'infini."
L'une des lois du Web est en effet que la richesse va à la richesse et que, grosso modo, 20 % des noeuds possèdent 80 % des liens. Cette loi statistique que l'économiste italien Vilfredo Pareto a exhibée pour la richesse s'applique aussi à ces graphes. Dans ce cas, les notions de moyenne n'ont pas de sens. La "richesse" ne se répartit pas comme les notes d'une classe ou les tailles des individus le long d'une courbe en cloche. Au pays du Web, les nains et les géants ne sont pas rares.

David Larousserie - Le Monde.fr - 3.2.2012

lundi 19 décembre 2011

La Science peut-elle prédire un « Tube » ?

Ce serait diablement pratique pour les producteurs en effet ! Une récente recherche pense que l'intelligence artificielle peut prédire cela. Il faut à cette fin utiliser des algorithmes très poussés et, surtout, capables d'évoluer (avec le goût des gens). L'équipe a repris tous les « Tops 40 » anglais depuis une cinquantaine d'années. Un site est dédié à cette recherche : http://scoreahit.com/
Les chercheurs regardent tout ce qui compose la musique : tempo, durée, « signature », niveau sonore, etc. On regarde aussi la simplicité harmonique et le « bruit ». On en a sorti une « équation de 'tube' potentiel ». Une chanson donnée est classée « hit » ou « non hit » selon une note. Le taux de précision est actuellement de 60 % pour une chanson devant atteindre le podium des cinq premières (hit) ou qui n'atteindra jamais la trentième position (non hit).
L'étude a remarqué quelques tendances intéressantes :

  • Avant les années 80, le potentiel de danse d'une chanson n'était pas un critère important. Ensuite, les chansons dansantes avaient plus de chances de devenir un tube. Ce sont les années 70 qui ont changé cela.
  • Les ballades plus calmes (70-89 battements par minute) ont eu plus de chances de devenir un tube au début des années 80.
  • L'algorithme n'arrivait pas bien à déterminer le potentiel d'une chanson de la fin des années 70 et des années 80, particulièrement au début de cette période. Cela suggère que la créativité à cette période de pop musique était forte (NDLR je l'aurais juré !).
  • Ensuite, jusqu'au début des années 80, les tubes avaient des harmoniques devenues plus simples. Depuis les années 90, les rythmes étaient encore plus simples, binaires (sic), avec des temps 4/4.
  • En moyenne, toutes les chansons « tubes » ont accru le volume au fur et à mesure. Les « tubes » ont souvent un volume plus élevé que la moyenne.

Source : Sur-la-Toile

lundi 12 décembre 2011

Fraudes en Russie révélées par la loi normale

Des élections législatives ont eu lieu en Russie le 4 décembre dernier, remportées largement et sans surprise par le parti de Vladimir Putin. Le 10 décembre, des dizaines de milliers de manifestants se sont réunis dans le centre de Moscou pour dénoncer les résultats. Parmi les banderoles, des symboles mathématiques ! Sur celle-ci, on peut lire « Pour la loi normale ! ».


Parmi les slogans : « Nous croyons Gauss, nous ne croyons pas Churov ! » (Vladimir Churov est le président de la commission électorale centrale). « On ne peut pas tromper Gauss ».

Quelques explications

Pour chaque élection, on peut tracer une courbe avec en abscisse un pourcentage de participation et en ordonnée le nombre de bureaux de vote qui ont enregistré ce pourcentage. Voici les quatre courbes (de gauche à droite) pour les élections législatives au Mexique en 2009, au deuxième tour des élections présidentielles polonaises en 2010, aux élections législatives bulgares en 2009 et suédoises en 2010.


On y observe des courbes en cloche de Gauss. Voici la courbe correspondant aux élections législatives récentes en Russie.


Ce graphique signifie qu'il y a beaucoup trop de bureaux de vote où la participation est très élevée (80 à 100%). De là à dire qu'il y a eu bourrage d'urnes, il n'y a qu'un (tout petit) pas.

Source : Images des mathématiques

Pour en savoir plus : Russian legislative elections 2011 - statistical evidence of vote fraud, Статистика исследовала выборы, photos

jeudi 17 novembre 2011

Du vent dans l'équation fractale de Léonard de Vinci

C'est probablement en étudiant des lois de proportions dans la nature pour les retranscrire dans ses peintures que Léonard de Vinci a découvert une énigmatique relation mathématique concernant les branches d'arbre. Selon un chercheur français, la structure fractale exprimée par cette équation optimiserait la résistance au vent des arbres.
On ne présente plus le génie de la Renaissance qu’était Léonard de Vinci. En bon platonicien, celui-ci cherchait des lois mathématiques dans les manifestations de la nature. Mais contrairement à Platon, l’expérience et la pratique de l’ingénieur étaient d’une importance considérable pour Léonard dans ses investigations du monde naturel. Il était donc très moderne en combinant ces deux approches à la base de la croissance de la connaissance scientifique.
On trouve dans les carnets de Léonard de Vinci une fascinante observation que l’on peut traduire par une équation mathématique. Une illustration l’accompagnait montrant que Léonard avait découvert une loi que l’on relierait aujourd’hui à la géométrie fractale de la nature selon les mots de Benoît Mandelbrot.
Mathématiquement, cette loi dit que lorsqu’une branche se divise une première fois en plusieurs autres branches, le carré du diamètre de cette branche est égal à la somme des carrés des diamètres des branches secondaires. La même loi reste valable pour chacune des branches secondaires. Au final, c’est le carré du diamètre du tronc d’un arbre qui doit être égal à la somme des carrés des diamètres de ses branches terminales.
Expérimentalement, on sait que la règle de Léonard est presque vraie et qu’elle s’applique à de nombreux arbres. Plus précisément l’exposant des diamètres des branches n’est pas rigoureusement égal à 2 mais varie entre 1,8 et 2,3. Toujours est-il que l’on est bien en présence d’une loi fractale comme on en rencontre souvent dans la nature, par exemple dans les solides quantiques ou le vent solaire.

Mais quelle est l’origine physique de cette loi ?

Comme elle fait intervenir en gros le carré d’un diamètre, c'est-à-dire que l’on peut la relier à une égalité entre des sommes de surfaces des sections des branches, il est tentant de faire intervenir des considérations d’hydrodynamique. La loi biomathématique de Léonard pourrait ainsi simplement exprimer la conservation du flux d’eau, du tronc à la ramure.

Un problème de résistance des matériaux

Comme d’autres avant lui, Christophe Eloy n’est pas satisfait par cette explication et a entrepris d’en trouver une autre. Il vient d’exposer sa théorie dans un article de Phys. Rev. Lett.
Le chercheur s’est attelé à ce problème de biologie théorique en utilisant bien entendu un modèle fractal à la base. Mais cette fois, ce qui est entré en jeu, c’est la physique de la résistance mécanique des matériaux à une contrainte donnée. Le réseau de branches peut ainsi être considéré comme une série de structures en porte-à-faux comme on peut en trouver en architecture. Dans ces cas-là, les ingénieurs du génie civil se posent le problème de la résistance au vent.
Christophe Eloy a donc effectué une simulation sur ordinateur dont le but était de déterminer quelle était la meilleure structure pour des branches capables de résister au vent. Remarquablement, la simulation numérique reproduit précisément la règle de Léonard de Vinci avec des exposants qui varient entre 1,8 et 2,3.
Nul doute, ce résultat aurait enchanté l'ingénieur et le mathématicien qu'était Léonard.

Source : Laurent Sacco, Futura-Sciences

dimanche 14 août 2011

Les maths dans Futurama

Intéressante analyse des références mathématiques apparaissant dans le dessin animé Futurama.

jeudi 28 juillet 2011

Un algorithme pour mettre en rang une équipe de football

Réaliser un alignement, une évidence ? Pas si sûr... Du sport de ballon au sport cérébral, découvrez différentes méthodes pour y parvenir.

Lire l'article sur Interstices

mardi 5 juillet 2011

Ionesco - La leçon


Les maths sont concernées dès la quatrième minute de cette vidéo...

samedi 21 mai 2011

Savez-vous pourquoi le petit Nicolas a toujours un épi ?

C’est un fait, le petit Nicolas ou son cousin germain, n’a toujours pas réussi à se coiffer sans faire d’épi. Et vous non plus d’ailleurs.

Pourquoi ?

La faute à un théorème, le théorème de la sphère chevelue, déjà connu de Poincaré et de Brouwer, et dont le tout récent prix Abel 2011, John Milnor, a donné une démonstration très élégante. Lire l'article cité ci-dessous.

Christine Huyghe, « Savez-vous pourquoi le petit Nicolas a toujours un épi ? » — Images des Mathématiques, CNRS, 2011.

jeudi 24 mars 2011

Climat : Le train serait pire que l’avion ?

Le New Scientist rapporte les résultats d’une étude à propos de l’impact de différents modes de transports sur le climat. Comme bien souvent, la réalité est bien plus complexe qu’on aimerait le croire.
En plus de la consommation de carburant, il faut bien entendu prendre en compte le cout de la production des modes de transports, de leur entretien (et de celui des voies, dans le cas des trains, des routes pour la voiture et des aéroports pour le transport aérien), ainsi que le nombre de passagers effectivement transportés, etc.
En prenant en compte ces sources de pollution, le train se révèle beaucoup moins vert, ses émissions étant multipliées par deux. Celles des voitures se voient majorées d’un tiers, et celles des avions augmentent de 10 à 20 %.
Le transport le plus polluant s’avère être le bus durant les heures creuses, qui pollue 8 fois plus par passager que durant l’heure de pointe. Si un bus a moins de 5 passagers, des voitures seraient préférables.
Un autre facteur à prendre en compte est la génération d’électricité pour le train. Comme les centrales les plus polluantes sont également les plus susceptibles d’être fermées si la demande d’énergie devait diminuer, l’énergie consommée par le train a un impact sur la production de gaz à effet de serre.
Même en France et au Québec, qui font figure d’exception en produisant la majorité de leur électricité sans générer de CO2, il faut prendre en compte que cette énergie pourrait être vendue aux pays voisins qui fermeraient leurs propres centrales plus polluantes. L’électricité consommée par les trains ne peut donc pas être considérée comme neutre dans l’équation.
Les chercheurs encouragent les politiciens à voir le problème de manière plus globale, et à choisir des solutions optimales pour chaque situation, lorsqu’ils prennent des décisions concernant le transport public.

Sources : Sur-la-Toile, New Scientist

dimanche 20 mars 2011

Le 20 mars c'est le printemps : mais pourquoi donc ?

On a l'habitude de dire qu'une hirondelle ne fait pas le printemps. On pourra désormais ajouter : le 21 mars non plus. En cause les irrégularités du mouvement terrestre : le dernier printemps le 21 mars a eu lieu en 2007, pour le prochain vous devrez attendre 2102 !
Mais d'abord, quand démarre le printemps ? C'est le jour du mois de mars où le Soleil se trouve exactement à la verticale de l'équateur, moment que l'on appelle l'équinoxe de printemps. En raison de l'inclinaison de l'axe de rotation terrestre, le mouvement apparent du soleil dans le ciel varie tout au long de l'année, une danse connue sous le nom d'analemme. La transition de l'hiver au printemps correspond au moment où le Soleil atteint l'intersection entre le plan de l'écliptique terrestre et l'équateur céleste, intersection connue sous le nom de point vernal.
À cette date, la durée du jour et de la nuit est rigoureusement identique si l'on ne tient pas compte des effets de la réfraction atmosphérique lorsque le soleil est proche de l'horizon. Le pôle Nord commence alors une journée de six mois alors que le pôle Sud plonge dans la nuit pour une durée équivalente. Le phénomène inverse se produit au moment de l'équinoxe d'automne en septembre.

L'astronomie, une science pas si exacte

En théorie, les dates des équinoxes devraient être immuables, selon les lois rigoureuses de la mécanique céleste. Mais l'axe de la rotation de la Terre décrit un cône dans l'espace en moins de 26.000 ans, connu sous le nom de précession, ce qui a pour conséquence de faire lentement rétrograder le point vernal sur l'écliptique. Si vous ajoutez à cela les approximations de notre calendrier qui prévoit des années civiles de 365 ou 366 jours pour se caler le mieux possible à l'année astronomique de 365,2422 jours, vous comprendrez alors pourquoi les dates des équinoxes fluctuent. Ainsi l'équinoxe de printemps cette année se produit le 20 mars à 23 h 20 TU. Eh oui, on chipote pour 40 minutes...
Il vous reste 90 printemps à fêter le 20 mars avant celui du 21 mars 2102. 90 ? Il en manque un : c'est le printemps 2044, qui se produira... un 19 mars !

Source : Futura-Sciences

vendredi 18 mars 2011

Le calendrier maya se terminerait en 2116

Les frères Böhm ont découvert que l'interprétation de la fin du monde n'était pas prévue par le calendrier maya pour 2012, mais pour 2116. Leur étude, publiée dans la revue allemande Astronomische Nachrichten, vient remettre en cause les idées reçues sur le sujet.
Bohumil et Vladimir Böhm, respectivement mathématicien et professeur d'histoire et d'espagnol, s'intéressent tous deux de très près à la culture maya. Les Mayas étaient obnubilés par les chiffres et les dates. Le problème réside dans le fait qu'ils utilisaient plusieurs calendriers. Leur calendrier religieux comportait 260 jours ; un autre de leurs calendrier en avait 365, et était employé principalement à des fins agricoles ; enfin, ils se servaient également d'un calendrier de neuf jours, qui correspond à peu près à notre semaine. Ils avaient, en outre, défini un cycle long de 1 872.000 jours.
Connaître la relation liant leur calendrier au nôtre permet de savoir quand était prévue, selon eux, la fin du monde, correspondant selon ses défenseurs à la fin de ce cycle. Cependant, cette relation se révèle très complexe à établir ; il faut s'appuyer sur des événements relatés et datés et par des sources chrétiennes, et par des sources mayas, tout en sachant quel calendrier maya a été utilisé pour la datation.
Les recherches de Vladimir et Bohumil Böhm les ont amenés à conclure que depuis cinquante ans, les rapports calculés entre notre calendrier et le calendrier maya étaient faussés. En effet, John Eric Sidney Thompson, archéologue et spécialiste de la culture maya de la première moitié du XXème siècle, avait déterminé cette relation sans tenir compte d'une interruption dans l'usage du calendrier maya due à l'occupation de deux cités-temples par des tribus mexicaines. C'est en rectifiant cette erreur que les frères Böhm, se basant sur un code maya conservé à la Bibliothèque universitaire saxonne de Dresde, ont découvert que les Mayas n'avaient pas prévu la fin de leur cycle pour 2012, mais pour 2116.

Source : Techno-science

jeudi 3 février 2011

Papillonnage et mathématiques des images

Les vieux films présentent de nombreux défauts. L’un d’entre eux est le papillonnage (appelé « flicker » en anglais) qui est visible sous forme de fluctuations importantes de contraste d’une image du film à l’autre. Les images peuvent se modéliser comme des objets mathématiques, et on peut manipuler ces objets de façon à modifier les contrastes et corriger le papillonnage.

Lire l'article Papillonnage et mathématiques des images sur le site Images des mathématiques

lundi 31 janvier 2011

Qui est le meilleur joueur de tennis de tous les temps ?

A l'heure où l'on parle (à nouveau) du déclin de Federer et Nadal, on peut se demander quel est le meilleur joueur de tennis de tous les temps. Encore faudra-t-il définir le terme "meilleur"... On trouvera un très intéressant billet sur ce sujet sur le blog Inclassables mathématiques.

lundi 20 décembre 2010

Carl Sagan a tué le père Noël

Le père Noël est à la mode en cette fin d’année. Voilà un personnage bien commode pour conditionner la bonne conduite des petits enfants. Il est cependant beaucoup moins facile de prouver son existence. Étonnamment, l’existence du père Noël est l’objet très sérieux d’un problème scientifique. Alors, que dire à nos enfants ?

L’existence du père Noël, un problème scientifique

Nous connaissons tous l’histoire. Ce bonhomme rouge que nous appelons père Noël remplit sa hotte de jouets, monte sur son traîneau, commence sa tournée avec Rudolf, son renne au nez rouge luminescent (c’est bien pratique), s’arrête à chaque maison, remplit chaque chaussette d’un cadeau (au moins) et repart jusqu’à la maison suivante. Il est donc possible, si l’on connaît le nombre de maisons et de chaussettes, de pouvoir calculer un tel voyage dans le cadre de lois physiques. Selon Karl Popper, ce problème est falsifiable : il s’agit bien d’un problème scientifique.


La démonstration de Carl Sagan

Le regretté Carl Sagan, avec son hypothèse portant uniquement sur les États-Unis, porte un coup fatal à Santa. Le père Noël dispose de huit heures pour visiter 100 millions de maisons (sans mentionner le problème de la propulsion du traîneau). Supposons qu’il passe au moins une seconde à remplir les chaussettes. Sa tournée lui prendrait trois ans. Conclusion : impossible de réaliser ce tour de passe-passe en huit heures. CQFD. S’il l’on considère, en plus, que cette seconde inclut la descente par la cheminée, le garnissage de la chaussette et le retour au traîneau, l’histoire se complique. La durée totale ne peut être inférieure à l’une de ces trois étapes et donc à la descente de la cheminée. Supposons qu’elle ait une hauteur de cinq mètres, il faudrait une chute libre de la même hauteur, qui prend une seconde. Le mythe du père Noël ne tient plus debout.

Travelling Santa Problem

À partir de 1988, le mystère du père Noël est rebaptisé TSP, Travelling Santa Problem. Des scientifiques tels que Vernon P. Templeman ou Richard Waller étudièrent d’autres parties du problème. En considérant le poids de la cargaison (300.000 tonnes de jouets) ainsi que la vitesse de livraison (3.000 fois la vitesse de la lumière), Waller constata que la résistance de l’air ferait disparaître l’attelage en flammes. De plus, on ne connaît pas de renne volant. Le scientifique en conclut donc que le père Noël était mort...

Les paramètres du TSP

Ce modèle inclut, en outre, plusieurs paramètres. Le sac de jouets est un aspect majeur, mais il faut aussi penser au traîneau : le modèle à rennes est écarté pour lui préférer une sorte de convoi en lévitation de 600 kilomètres de long. Bien que l’aspect luminescent de la truffe de Rudolph ne soit pas à écarter – les lucioles sont luminescentes après tout –, on peut en déduire qu’il s’agit d’un animal mutant, d'autant qu'il représente un cas unique de ruminant volant. Les rennes que nous connaissons ne peuvent tracter que 150 kilos. Il faudrait donc 2 millions de rennes (et un attelage de 2.000 kilomètres) pour avoir une chance pour les cadeaux d’arriver à bon port.
Il faut également considérer l’accélération après chaque arrêt, la résistance de l'harnachement, le temps de travail avec le décalage horaire, le bruit généré par un tel convoi, la longueur du parcours, la vitesse de croisière, l’énergie nécessaire et la question incontournable des cheminées (auxquelles le chauffage électrique et au gaz ont fait du tort). Il reste un autre problème, et non le moindre : celui de la légalité d’une telle entreprise (s’introduire dans une maison pendant la nuit constitue une violation de domicile caractérisée).

Conclusion

Nous sommes donc bien contraints de conclure que le père Noël n’existe pas, la science l’a tué... Mais ne le dites pas aux enfants et que cela ne vous empêche pas de perpétuer la tradition !

Source : Futura-Sciences

vendredi 10 décembre 2010

Beauté et diversité des flocons de neige

Les formes variées des flocons de neige incitent les petits à les observer lorsqu’ils tombent sur leurs vêtements et qu’ils y demeurent juste le temps d’admirer leur beauté et leur diversité. Certains enfants devenus grands délaissent parfois leurs activités pour porter un regard sur ces cristaux qui se forment et disparaissent si rapidement. Des scientifiques, toujours admiratifs de ces mystérieux flocons, entreprirent des études relatives aux formes diversifiées des flocons de neige et en établirent le nombre de variétés.
En 1511, Johannes Keppler se questionnait sur le prisme en forme d’hexagone des flocons dont tous les côtés ne se développent pas nécessairement à des vitesses similaires. En 1635, René Descartes créa des représentations de schémas des formes variées de cristaux sans pouvoir poursuivre plus loin sa recherche vu l’inexistence des microscopes à cette époque. L’anglais Robert Hooke, se basant sur cette étude, décrivit plus abondamment ces flocons de formes si complexes.Un japonais, du nom de Ukichiro Nakaya, initia la première étude faite de façon systématique de ces flocons de neige, poussant la recherche en laboratoire en créant lui-même des cristaux afin d’en faire une meilleure observation. La Commission internationale de la Neige et de la Glace émet des classements depuis 1952 et distingue sept groupes de cristaux. Le japonnais Nagaya les répartit pour sa part en quarante et un types de formes différentes. En 1966, de nouvelles études poursuivies dans la lignées des recherches de ce japonnais établit à 80 le nombre de genres différents de ces cristaux.
La légende veut qu’aucun flocon ne soit identique, croyance difficile à vérifier mais si on se fie à des calculs de probabilité, cette affirmation semble vraisemblable. La passion pour les flocons du physicien américain Kenneth Libbrecht, de l'Institut de technologie de Californie, le mena à la création d’un site internet entièrement dédié à ce sujet : SnowCrystals.com. Il y propose notamment la consultation des illustrations de multiples formes de cristaux qui, par leur beauté et leur diversité, ne laissent personne indifférent.


Source : Sur-la-Toile

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