Inclassables Mathématiques Le blog 2.0

Les mathématiques sont-elles le langage de la Nature ?

Si ce n'est pas le cas, pourquoi décrivent-elles aussi bien la réalité ?

Dieu est-il mathématicien ou les mathématiques sont-elles d'ordre divin ?

Le temps joue-t-il un rôle en mathématiques ?

Les vérités mathématiques sont-elles éternelles, inusables, périssables, ont-elles un commencement, voir une fin ?

Les mathématiques dépendent-elles des mathématiciens qui les trouvent ?

Les mathématiques sont-elles utiles, nécessaires ou est-ce un simple jeu de l'esprit ?

Tout est-il mathématiquement découvert ?

A juste titre nous pouvons nous poser la question :

Qu'est-ce que les mathématiques ?

C'est un petit texte que j'ai écrit afin de présenter les différents mouvements constituant l'histoire des mathématiques à mes élèves de lycée.

Qu'est-ce que les mathématiques ?

Pour compléter, entre le platonisme, l'empirisme et les paradoxes, une très bonne conférence à écouter ( il y a un décalage son/image) de Canal-U

(source: Philosophie des mathématiques)

Le monde est-il mathématique ?

Même si je ne dispose pas des connaissances suffisantes pour émettre un avis sur le sujet, j'ai apprécié le billet de David Madore, certes très technique, De quoi parlent les mathématiques?, abordant la problématique du codage des mathématiques.

On y retrouvera les acteurs principaux que sont ZFC, Peano et Gödel.

J'adore....

Le classement de Shanghaï (appellation commune du Academic Ranking of World Universities en anglais) est un classement des principales universités mondiales, établi par des chercheurs de l'université Jiao-Tong de Shanghaï. Ces institutions sont classées selon un nombre restreint de critères comme le nombre de publications dans deux revues scientifiques et le nombre de prix Nobel attribués aux élèves et aux équipes pédagogiques. Les créateurs du classement soulignent eux-mêmes certaines de ses limites, notamment un biais en faveur des pays anglophones et des institutions de grande taille et les difficultés à définir des indicateurs adéquats pour classer les universités spécialisées dans les sciences sociales. La suite sur Wikipédia.

Le top 10 en mathématiques :

1 Princeton

2 Berkeley

3 Harvard

4 Stanford

5 Cambridge

6 Paris 11

7 Paris 6

8 Oxford

9 MIT

10 Université de Californie

Le top 50 en maths: ICI

Source de l'info, le classement pour les autres disciplines: EducPros

Les universités françaises sont elles fachées avec l'informatique ?

L'actualité des blogs ( WasaLive) sur le classement Shangaï

L'actualité des blogs sur le classement avec Google Blogs

L'actualité du classement avec Google

Pour comparer avec 2008:

L'article du figaro sur le classement de 2008

Une excellente animation sur le sujet de la mesure d'un arc de méridienne par Delambre et Méchain à la fin du XVIIIème siècle.
On pourra compléter par le travail de l'IREM d'Orléans sur la Méridienne.

On peut aussi, à l'occasion, rappeler l'existence du livre de Denis Guedj - La méridienne. Impossible d'en dire plus car je ne l'ai pas encore lu.

Une découverte ABC Maths

Les ordinateurs biomoléculaires, faits d'ADN et d'autres molécules biologiques, existent aujourd'hui seulement dans quelques laboratoires spécialisés. Néanmoins, Tom Ran et Shai Kaplan, deux étudiants qui développent leur recherche dans le laboratoire du Professeur Ehud Shapiro de l'Institut de Chimie Biologique, d'Informatique et de Mathématiques Appliquées ont trouvé une façon de rendre ces dispositifs microscopiques de calcul "conviviaux" en exécutant des calculs complexes et en répondant à des questions compliquées, comme rapporté dans l'article publié en ligne dans Nature Nanotechnology.

Shapiro et son équipe avaient déjà découvert en 2001 les 1ers ordinateurs à ADN programmables et autonomes, si petits qu'un milliard de ces systèmes est contenu dans une goutte d'eau. Trois ans plus tard, une nouvelle version de ces systèmes pouvait détecter des cellules cancéreuses dans une éprouvette et les détruire. En plus de pouvoir imaginer qu'un jour de tels dispositifs pourront être utilisés chez l'être humain, tels des nano-docteurs pouvant localiser et soigner les maladies, ces ordinateurs d'ADN pourront effectuer des millions de calculs en parallèle.

L'ordinateur biomoléculaire développé aujourd'hui suit la logique suivante : il est programmé avec une règle telle que "Tous les hommes sont mortels" et un fait tel que "Socrate est un homme". Lorsque l'on demande alors à l'ordinateur si Socrate est mortel, il répond correctement dans tous les cas. Parallèlement, l'équipe a développé un programme permettant la communication entre le langage de programmation classique d'un ordinateur et le code de fonctionnement de l'ordinateur à ADN. Pour parvenir à la réponse, différents brins d'ADN correspondants aux règles, faits et questions sont assemblés selon un processus hiérarchique par un système robotisé. Afin de visualiser la solution, des molécules naturellement fluorescentes ont été greffées sur certains brins d'ADN, avec une seconde protéine masquant l'émission de lumière. Une enzyme spécialisée est alors attirée sur le site de la réponse correcte, et "découvre" la molécule fluorescente, permettant ainsi la visualisation de la réponse.

Les ordinateurs biomoléculaires contenus dans ces gouttes d'eau ont pu ainsi répondre à des questions bien plus complexes en combinant différents fluorophores.

http://www.bulletins-electroniques.com/actualites/60785.h...

Trois jours de stage et six heures de train pendant lesquelles j'ai dévoré ce livre. Gilles Dowek a reçu le Grand Prix de Philosophie 2007 décerné par l'Académie Française. Je ne connais pas les autres lauréats mais pour ce qui est de ce livre je pense que la philosophie a vraiment trouvé du grain à moudre pour quelques années dans ces métamorphoses numériques.

Au début du livre, j'étais en territoire connu mais j'ai déjà lu beaucoup de livres sur l'histoire des mathématiques alors j'ai pensé, tiens encore une histoire des maths. C'est vrai pour le tout début du livre mais la première partie est nécessaire à quiconque ne maîtrise par bien ce sujet afin d'introduire la logique des prédicats.

Et puis dès la cinquantième page, je vois apparaître mon copain Kant et ses jugements synthétiques à priori. Alors je commence à me dire que ça va cogner. On pourra d'ailleurs lire le documents suivant : La philosophie des mathématiques de Kant . Quel est le problème?

Kant propose deux types de jugements :

Analytique si une proposition est vraie par définition comme "un triangle à trois cotés".

Synthétique si la propostion est vraie sans que ce soit une définition. Par exemple "La terre a un satellite" . Ce jugement peut être a priori si on peut le concevoir dans la tête ou a poseriori s'il faut une intéraction avec la nature.

Les jugements analytiques semblent quant à eux exclusivement à priori.

Pour Kant le raisonnement se situe dans les jugements synthétiques à priori mais c'est là que ça coince par ce que ce n'est pas aussi simple que ça!

Le "simple", 2+2=4 pose problème. Frege va d'ailleurs montrer que 2+2=4 peut se déduire de la définition des nombres entiers et doit être classé parmi les jugements analytiques et non parmi les jugements synthétiques à priori.

On voit déjà poindre à l'horizon une problématique philosophique centrale concernant les mathématiques, leur constitution et leur évolution. Se constituent-elles au sein d'elles mêmes auquelles cas elles sont analytiques à partir des simples définitions. Relèvent-elles du jugement synthétique à priori ou doivent-elles aller chercher des éléments dans la nature pour se construire.

Il est inutile de vouloir répondre simplement à ces questions qui dépendent de l'évolution des mathématiques elles mêmes dont le pivot central est certainement la thèse de Church des années 30, affirmant l'identité entre la notion de calcul "informatique et la notion "commune " de calcul que nous avons.

En avançant encore un peu dans le livre on voit apparaitre l'idée selon laquelle Démonstration = Algorithme et puisque la thèse de Church nous donne Algorithme = Calcul, on a donc l'identité Démonstration = Calcul. Il devient donc nécessaire de distinguer les notions de démontrable et d'explicatif, ce qui est loin d'être facile pour les mathématiciens. La longueur des démonstrations est aussi abordée, avec par exemple la problèmatique suivante : Peut-on démontrer qu'un problème démontrable possède une démonstration "courte"?

Philosophiquement le sujet est dense!

D'autant qu'à la fin de l'histoire une surprise de taille nous attend avec un retour nécessaire à la nature... Mais je n'en dis pas plus.

Ce qui m'a aussi passioné dans le livre est le traitement du rapport du mathématicien et de la machine, de ce nouvel outil qui lui est maintenant indispensable. L'auteur s'interroge aussi sur le fait que l'ordinateur du mathématicien est le même que celui de Mme Michu, sauf bien sûr si les calculs sont vraiment très très longs et demandent un super-calculateur pour pouvoir être faits  en un temps "raisonnable". Il est intreressant de comprendre quelles est la place de l'ordinateur-machine à coté du mathématicien-humain.

J'ai extrait quelques courtes citations vers la fin du livre qui me semblent assez explicites sur les métamorphoses du calcul qui est le sujet du livre et donc des mathématiques elles-mêmes:

En 1976, les mathématiques sont entrées dans la période instrumentée de leur histoire. Les instruments utilisés par les mathématiciens, ne sont pas des instruments qui prolongent les facultés de nos sens, mais qui prolongent les capacités de notre entendement: notre faculté de raisonner et surtout, de calculer. ( p 182 )

L'utilisation d'instruments commence, de même à changer, les mathématiques. ( p 182 )

La maquette sur laquelle on fait l'essai est donc une machine à résoudre un problème mathématique,[...] (p 188)

L'entrée des mathématiques dans leur ère instrumentée incite donc, non à accorder une confiance excessive dans les instruments utilisés, mais à restreindre prudemment la confiance parfois exagérée, que nous avons en nous-mêmes: nous aussi nous pouvons faire des erreurs. (  p 191 )

Podcast de Gille Dowek sur le livre et sur Canal-Académie

Pour compléter :

Des p'tits problèmes de coloriage ( autour du théorème des quatre couleurs)

Ce billet va tenter de répondre à quelques questions fondamentales:

1) Peut-on remplacer le numéro inscrit sur la plaque d'une maison par une formule mathématique? Dans ce cas doit-on parler de prosélytisme mathématique de façade ?

Un premier exemple en image:

Photo : Clive Tooth

Imaginons d'autres exemples de plaques possibles:

Patrice Jeener, dont nous avons déjà longuement parlé ici, expose ses gravures au Palais de la Découverte jusqu'au 31 décembre. Le Palais de la découverte nous rappelle en vidéos, qui sont d'ailleurs disponibles sur Dailymotion, ce que sont les surfaces minimales, objets de nombreuses gravures de Patrice.

Hier, je faisais un petit billet sur Pi et ses décimales, l'idée me vint de me demander si Pi était normal. En mathématiques, le mot "normal" revêt un sens tout particulier lorsqu'il s'agit de nombres.

Si l'on est dans notre base usuelle, c'est à dire la base 10, un nombre normal est un nombre dont les chiffres de 0 à 9 apparaissent avec la même fréquence de 10%.

Un exemple de nombre normal formé avec les nombres entiers mis à la suite les uns des autre : 0,012345678910111213141516.... c'est le nombre de Champernowne.

On ne sait pas grand chose sur Pi malgré tout le travail déjà effectué !

On ne sait toujours pas si Pi est normal !

On ne sait pas non plus si Pi est un nombre univers, c'est à dire si on peut trouver n'importe quelle succession de chiffres de longueur finie dans la suite infinie des décimales.

Alors on en est où ?

Et bien on sait que c'est un nombre irrationnel depuis 1761, c'est à dire qu'il ne peut pas s'écrire comme un quotient de deux nombres entiers.

On sait aussi qu'il est transcendant (ce qui interdit la quadrature du cercle!) depuis 1882 seulement.

Pour les spécialistes, voir le site pi314 sur le sujet ainsi que celui de Gérard Villemin et le travail de Bailey de 2001.

Combien connait-on de décimales de Pi aujourd'hui?

Là ça a bougé cet été !

Le 17 août, à l'université de Tsukuba au Japon. Le 47 ème super-calculateur TK2 mondial d'une puissance de calcul de 95 Téra-flops ( 95 mille milliards d'opérations à la seconde) a tourné pendant 73 heures et 36 minutes pour écraser l'ancien record du nombre de décimales trouvées. Il était de 1.2 milliard environ et il est passé à plus de 2.5 milliards.2,576,980,377,524 très exactement.

Une source en français : Infomaths

Pour se faire une petite grande idée au sujet des décimales de Pi:

Du Soleil à Pluton, la plus lointaine (ex)planète du système solaire, il y a 4 743 700 000 000 km et si l'on suppose la trajectoire à peu près circulaire, on calcule la distance parcourue par Pluton autour du Soleil en multipliant par 2Pi. Il suffit  seulement d'une dizaine de décimales pour calculer la distance parcourue par Pluton  au mètre près!

Photo : Mykl Roventine