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  • Gödel : le tsunami mathématique

    Le théorème d'Incomplétude de Gödel c'est un  peu comme un ouragan qui se forme dans l'océan mathématique. Les mathématiciens sur leur île le voient se rapprocher au loin et puis ils discutent entre eux et aussi avec les habitants de l'île voisine qui ne sont pas matheux mais philosophes. Voilà en résumé un extrait de leur longue conversation leur conversation au sujet des résultats  de Gödel:

    -C'est un ouragan, il se dirige vers nous.

    -Non, c'est vers nous qu'il vient.

    -En fait c'est une simple tempête tropicale.

    -Non c'est bien un ouragan mais il ne nous atteindra pas, c'est sur votre île qu'il ira.

    -Non jamais de la vie, vous voyez bien qu'il se dirige vers votre île et gonfle au fur et à mesure qu'il avance sans dévier.

    -Pff, tout ce bruit pour une simple tempête tropicale.

    Mais au fait qu'est qu'il a dit Gödel ?

    Il a dit en gros que si les mathématiciens voulaient s'acharner à vouloir tout démontrer ils allaient s'épuiser à la tâche parce qu'en mathématiques il existe des propositions qui peuvent être vraies et indémontrables en même temps.
    Çà a jeté un certain froid dans l'univers mathématique et puis les philosophes ont trouvé ça tellement génial qu'ils ont décidé de mettre les résultats de Gödel à toutes les sauces. Les matheux se marraient parce qu'ils savaient qu'ils ne pouvaient s'appliquer que dans le cadre très restreint des mathématiques.

    En fait les travaux de Gödel ont déstabilisé violemment le monde mathématique des années 30 qui pensait pouvoir démontrer lui-même la suprématie de sa discipline. Puis avec le temps, les mathématiciens s'en sont accomodé en intégrant dans leur vision du paysage mathématique, quelques trous qui seraient les propositions indécidables, c'est à dire dont on ne pourrait jamais savoir si elles sont vraies ou fausses.

    Mais en fait en 1994, deux mathématiciens ont commencé à montrer que l'incomplétude n'était ni une tempète tropicale, ni un ouragan mais que c'était en fait un tsunami. Les mathématiciens doivent donc réajuster une fois de plus leurs lunettes pour admirer la beauté du paysage, car ce qu'ils doivent maintenant voir devant eux n'est plus un grand nombre de propriétés démontrables avec quelques trous formés par quelques propositions indécidables isolées mais un gros trou formé par ces dernières autour duquel il y aurait quelques propositions éparses assorties de leur pénible démonstration à peine visibles à l'oeil nu.

    Et là, à mon avis, ce sont les philosophes qui vont rigoler à leur tour... ah, oui tiens au fait, puisqu'on en parle, ils sont où les philosophes ?

    Pour des compléments solides sur la question voir l'excellent article de Jean-Paul Delahaye dans le numéro de janvier 2009 de " Pour la Science" : Presque tout est indécidable!

  • Le déficit francophone en social bookmarking

    Le social bookmarking (en français « marque-page social », « navigation sociale » ou « partage de signets ») est une façon pour les internautes de stocker, de classer, de chercher et de partager leurs liens favoris.

    Nous allons tenter une comparaison entre les francophones et les anglophones. Le Quid nous donne leur nombre respectif.

    Considérons que les francophones réels soient au nombre de 115 millions et les anglophones 750 millions.

    L'un des sites leader du social bookmarking est delicious et on devrait y retrouver à peu près le rapport des deux populations soit environ 6.52 entre deux signets synonymes, étudiés pendant la même durée, l'un écrit en anglais et l'autre écrit en français (ou un peu plus si l'on considère que ce site est en anglais et que ça peut en décourager quelques uns).

    Le résultat est sans appel lorsque l'on compare la fréquence des tags  mathematics et  mathématiques sur delicious et ça me fait conclure à un déficit très marqué en social bookmarking francophone allant de pair avec un retard prononcé dans les pratiques numériques du partage de la connaissance.

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    Il y a donc un rapport de plus de 20 entre ces deux tags.

    On peut avancer quelques explications sans grande possibilité pour moi d'en privilégier une plus que l'autre.

    • Les sites, blogs et articles francophones sont moins intéressants que leurs homologues anglophones.
    • Les internautes francophones sont déficitaires dans la même proportion que les tags.
    • Le social bookmarking n'a pas encore été intégré dans les pratiques des internautes francophones.
    • Ce qui se produit sur ces deux tags n'est pas représentatif de tous les tags.
    • La barrière de la langue est un réel handicap ( mais je n'ai pas constaté de site de bookmarking francophone où le tag mathématiques apparaissait beaucoup ! )
  • L'école d'Athènes et les mathématiques

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    Cliquer sur l'image pour l'agrandir.

     

    L'Ecole d'Athènes est une fresque réalisée par le peintre Raphaël entre 1509 et 1510. L'oeuvre fait près de 8 mètres de large sur 2,5 mètres de hauteur.

    Cette fresque symbolique présente les figures majeures de la pensée antique. Les personnages sont représentés en des places et des postures particulières, ornés de certains attributs, ce  qui permet d'en identifier certains. Ils sont disposés sur deux lignes horizontales principales, et sont séparés par une verticale nettement discernable, ce qui confère à ce tableau ordre et symétrie parfaite.  L'Ecole d'Athène représente un haut lieu de culture philosophique, dont l'humanisme transpire d'ailleurs du tableau, qui s'oppose à la culture théologique. Le cadre architectural est classique. On ne peut s'empécher d'y voir le souvenir des termes romains. Cet environnement fait contrepoid aux univers mythologiques souvent présents dans les tableaux de Raphaël. Le regard du spectateur se dirige en premier lieu vers le centre du tableau où se tiennent debout les deux personnages principaux: Platon (14) et Aristote (15) , majestueux et habillés de la toge romaine. Platon tient le Timée, et pointe le doigt vers le haut pour montrer que la connaissance procède d'un mouvement ascendant, qui va de la terre au ciel de l'idéal philosophique, alors qu'Aristote,  dirige la paume de la main vers le sol indiquant que tout idéal philosophique ne peut exister que dans le monde d'ici-bas.

    Tous les personnages sont référencés dans l'article de wikipédia. Il semble qu'il y ait quelques doutes sur l'identité de certains d'entres eux. Nous nous arréterons dans cette note à la seule composante "mathématique" des figurants de cette fresque

    Une lecture dynamique de cette fresque est possible ICI . On y voit en particulier les éléments de perspective, d'éclairage et la présence du nombre d'or ( rectangles et carrés ) au centre de la scène. Une étude des éléments de perspective du tableau est disponible ICI.

     

    La première question qui vient à l'esprit est Y a-t-il des maths dans le Timée que tient Platon à la main? ( que j'espère tout le monde a lu !).

    La réponse vient sans se faire attendre puisque s'il n'y a pas de mathématiques pures dans le Timée ( le problème du doublement de la surface d'un carré se trouve par exemple dans le Ménon ), il y a bien la présence des quatre solides réguliers de l'espace sur cinq,  dit d'ailleurs de Platon. Les mathématiciens de l'époque connaissaient leur existence. Ces joyaux géométriques sont formés à partir des trois polygones réguliers suivants: le triangle équilatéral, le carré et le pentagone régulier donnant naissance en les rapprochant dans l'espace autour d'un sommet aux cinq polyèdres suivants: le tétraèdre (chaque sommet voit trois triangles équilatéraux) , l'octaèdre (chaque sommet voit quatre triangles équilatéraux), l'icosaèdre (chaque sommet voit cinq triangles équilatéraux), le cube (chaque sommet voit trois carrés), et le dodécaèdre (c'est celui qui manque et chaque sommet voit trois pentagones réguliers). En fait une fois l'existence de ces merveilleux objets établie, montrer qu'il n'en existe pas d'autres est très simple puisqu'il suffit de constater que si l'on place  six triangles équilatéraux dans un plan autour d'un sommet commun on occupe la totalité des 360° disponibles et on ne peut pas les replier dans l'espace. Il en est de même avec un sommet qui verrait quatre carrés de 90°, ce qui remplit aussi l'espace. Quatre pentagones ayant un sommet commun se recouvrent déjà dans le plan, impossible donc de les replier dans l'espace pour former un volume!

    Le recherche d'harmonie est sous-jacente à la construction de cet univers tridimensionnel parfait et si le triangle équilatéral et le carré sont à son origine, c'est parce que ces deux figures peuvent être formée à partir des éléments "atomiques" de la géométrie que sont les triangles rectangles. Un triangle équilatéral peut se concevoir en juxtaposant  deux triangles rectangles dont les deux cotés adjacents à l'angle droit mesurent la moitié l'un de l'autre, mais c'est une construction encore plus harmnieuse que choisira de présenter Platon dans le Timée qui utilise non pas deux mais six triangles rectangles. Il est aussi possible de former un carré à partir de deux triangles rectangles isocèles. Il devient ainsi plus aisé de comprendre pourquoi le dodécaèdre formé à partir de pentagones réguliers ( qui ne peuvent se construirent à partir de triangles rectangles ) a été découvert plus tardivement. On notera sans doute la forte influence pythagoricienne dans ces raisonnements.

     

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    Tout ceci est remarquablement illustré, expliqué et apparait sous forme animée sur le site IcosaWeb dans une page intitulée "Les corps platoniciens "

    Mais l'objectif de Platon était en fait de mettre ces quatre volumes parfaits en relation avec le monde d'en bas ( Platon associera l'éther au dodécaèdre plus tardivement), et si vous avez parcouru la page précédente, vous n'avez pas pu manquer le fait que ces quatres corps de base ont été associés à deux éléments dont l'existence est garantie par le toucher et la vue: la terre et le feu et deux éléments "nécessaires" pour garantir deux moyens proportionnels: eau et l'air. L'idée est encore atomiste, les quatre éléments sont les briques insécables à partir desquelles peut se construire (penser) le Monde de façon harmonieuse. André Ross explique cela très bien dans l'article suivant intitulé "Mathématiques et civilisation" ainsi que dans Platon et les mathématiques".

    carré.jpgSi l'on considère que la figure de référence du plan est le carré dont chaque coté peut être partagé dans un rapport a et b.  Trois "nombres-surface" suffisent pour recomposer le carré : aa, ab et bb.

    cube.jpgAlors que si l'on découpe un cube dans les mêmes proportions, il faut quatre "nombres-volume" et donc quatre éléments ( or l'univers est bien tridimentionnel!) : aaa, abb, aab, bbb et le fait qu'ils soient en proportion géométrique garantira l'harmonie de la construction!

     

    On a donc bien présent dans le Timée la première équation mathématique modélisant le monde. Les mathématiques aparaissent comme le langage intermédiaire permettant de faire le lien entre le monde d'en bas imparfait et périssable et le Ciel des Idées parfait et intemporel :

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    Dans ce livre, en pointant son doigt vers le ciel, c'est ce message que Platon envoie au monde terrestre et qui, je le pense, reste encore bien présent de nos jours.

     

    La seconde question qui peut-être intéressante est de savoir quels sont, dans ce tableau, les personnages ayant un rapport privilégié avec les mathématiques?

    On trouve peut-être en 1, Zénon d'Elée qui est à l'origine  des premiers paradoxes de type "mathématique". On se rappellera d'Achille qui ne peut pas rejoindre la tortue et de la flèche qui n'atteint jamais son but. - (Diaporama)

    En 6, il s'agit de Pythagore (VIème siècle avant J.C.) dont le nom est très connu mais dont le personnage possède encore beaucoup de mystères, historiques d'une part et sur qui qu'il était vraiment.

    En 9, Hypatie première femme mathématicienne connue au destin tragique, apparaît peut-être sous les traits de Francesco Maria Ier della Rovere.

    En 18 Euclide ou Archimède pourraient être représentés sous les traits de Bramante, maître et protecteur de Raphaël.

    Les principaux représentants antiques des mathématiques ( sauf Thalès ) semblent donc présents, certes sous d'autres traits, mais c'est aussi le cas pour Platon qui a prit les traits de Léonard de Vinci pour l'occasion.

    En ce qui concerne Pythagore, on pourra consulter les liens suivants afin de mieux connaître cet homme prédicateur, qui fonda une communauté religieuse et politique composée exclusivement d'hommes vétus de blancs fuyant les femmes en couche, qui évitent de rentrer dans la maison d'un mort, refusent de croquer une fève ou de manger un oeuf, qui doivent respecter la règle du silence et une discipline stricte tout en exaltant le courage et l'honneur du combat. En fait la communauté est partagée entre deux attitudes correspondant à celles des deux leaders. Il y a d'un coté les adeptes de Pythagore, le mage ascète, replié sur lui, retiré de la cité, inquiet de toutes les formes d'impuretés qui pourrait faire obstacle au salut de l'âme et de l'autre, les pythagoriciens "politiques" qui suivent Milon de Crotone son gendre, mangent de la viande, acceptent le monde de la cité avec l'intention d'agir sur lui pour le transformer .

    Pythagore fut le premier à envisager le nombre sous une perspective religieuse et mystique, libérant au passage les mathématiques de leur seule visée utilitaire à laquelle ils étaient cantonnés jusque là et c'est cette forme de pensée qui a résisté au temps. (Universalis ).

    Pour compléter sur Pythagore:

    Les diaporamas d'André Ross

    Pythagore, la géométrie des nombres

    Pythagore, des triplets au théorème

    Pythagore, moyennes et proportions

    Pythagore par l'Encyclopédie de l'Agora

    Pour un rappel de la contribution de Pythagore dans l'histoire des mathématiques : La brève histoire des mathématiques

    A noter : J.-F. Mattei : Pythagore et les pythagoriciens (Que sais-je n° 2732)

    On pourra aussi lire le passage pittoresque suivant sur les purgations physiques et spirituelles d'André Dacier, philologue né en 1651 dans La vie de Pythagore, ses symboles; La vie de Hiéroclès et ses vers dorés:

     

    Texte non disponible

  • Bonne année mathématique 2009

    Je tiens tout d'abord à vous présenter, lecteurs fidèles ou occasionnels, mes meilleurs voeux pour cette nouvelle année, et surtout une bonne santé. Vous êtes de plus en plus nombreux à venir jeter un oeil sur ce blog et je vous en remercie. Comme une nouvelle année ne se conçoit pas sans nouvelles résolutions, je vais en proposer quelques unes.

     

    En ce qui vous concerne :

    - Ne plus jamais dire du mal des mathématiques

    arton146-11242.jpg- Lire le plus fréquemment possible, les blogs de maths, les billets des habitués d'Images des Mathématiques et s'abonner aux Actualités Mathématiques.

     

     

     

    1203571938056464_2.jpg- Acheter The Princeton Companion to Mathematics, lire 3 pages par jour pour parfaire son Anglais, ses connaissances en mathématiques et surtout pour l'avoir terminé en 2010 !

     

    En ce qui me concerne :

    - Convertir quelques heures passées devant mon écran en heures de sport et de jardinage.

    - Faire participer activement mes élèves sur le Wiki-Blog de Maths.

    - Réfléchir à une psychologie des flux et à une philosophie de la transmission ( je sais ça chauffe un peu là haut ! ).

     

    Au sujet de ce blog :

    - Chercher encore et encore et trouver un style particulier, inimitable et attrayant  que j'espère avoir commencé à créer en présentant les mathématiques et les domaines qui y sont associés de façon un peu décalée, distrayante et la plus large possible tant en ce qui concerne les sujets traités que les publics visés. Je vais peut-être me lancer dans la rédaction de billets plus personnels, plus polémiques ( mais pas trop ). Une chose est sûre, il n'y aura pas de traitement internaliste des mathématiques sur ce blog et je laisse cette partie aux spécialistes, ce dont je ne suis pas. 

    - Aaiiidezzzzzz-moiiii en me disant la façon dont vous aimeriez voir traités les sujets abordés, s'il y a des points à remanier. Je sais que l'on ne peut pas plaire à tout le monde mais connaissant ce que je suis capable de produire, je peux me lancer dans quelques aventures expérimentales bloguesques maintenant que je me suis dégagé de la production du flux des Actualités Mathématiques en la dissociant de ce blog. Un vieux monsieur m'a par exemple dit il y a un an que la police orange que j'utilisais était illisible de façon un peu rude. J'ai immédiatement remanié le blog pour en faire celui que vous avez sous les yeux, plus clair et j'ai conservé l'idée de la couleur de police pour les liens.

    N'hésitez donc pas à me laisser commentaires et critiques, non pas que j'en ai besoin pour poursuivre, mais ça m'aide vraiment à prendre le pouls. 

    - Je ne sais pas si je dois migrer sur un nom de domaine inclassablesmathematiques.fr . Quelle en serait l'utilité ?

     

    Les mots pour le dire