Inclassables Mathématiques 2.0

Podcast de l'émission " La tête au carré " diffusée aujourd'hui sur France Inter avec Benoit Rittaud et Denis Guedj.

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La marche des sciences, la toute nouvelle émission scientifique sur France Culture, est diffusée chaque jeudi entre 14 heures et 15 heures. La productrice, Aurélie Luneau, avait choisi d'honorer la Reine des sciences puisque la première, le 3 septembre dernier, avait pour thème " Histoire des mathématiques et diffusion des savoirs  ".

Avec comme fil conducteur les équations polynomiales, Stella Baruk et Bertrand Hauchecorne ont échangé sur le rôle des mathématiques à différentes époques. A travers l'évocation de mathématiciens de différentes époques comme Diophante, Al Khwarizmi, Tartaglia Cardan, Abel et Galois, ce fut l'occasion d'aborder la place des mathématiques au cours de l'histoire.

Benoît Rittaud, chargé de présenter l'actualité mathématique a expliqué le rôle du mathématicien à notre époque ; il a montré que certaines recherches sont interdisciplinaires et a pris comme exemple un travail sur l'entropie dans la langue espagnole.

De gauche à droite : Aurélie Luneau, Bertrand Hauchecorne, Stella Baruk et Benoit Ritaud.

Le podcast et l'écoute de l'émission sont possibles, en se rendant directement sur le site de La Marche des Sciences.

Bonne écoute.

sont données ICI à :

Gilles Dowek

Professeur informatique

 Laurent Mazliak

Probabilités Modèles Aléatoires

Jean-Paul Delahaye

Mathématicien Informaticien

Benoît Rittaud

Mathématicien

Après quinze jours passés près de Saint-Tropez, plus exactement à Gassin, petit village adorable, perché à flanc de montagne  qui domine le golfe de Saint-Tropez, me voici de retour à la maison. Durant le trajet qui mène de la Croix-Valmer aux iles de Port-Cros et de Porquerolles, j'ai pu longuement méditer sur les yatchs de luxe et les villas surplombant la mer. Un propriétaire a même construit un funiculaire pour relier son habitation à la grande bleue... et je me suis dit que ni les bateaux, ni les villas, ni les funiculaires n'auraient intérêt à hériter d'un propriétaire comme moi !

Alors je me suis replongé tranquillement dans mes lectures estivales, allongé sous le soleil et le mistral, badigeonné de crème  indice 40, ce qui m'a permis de passer totalement inaperçu parmi les touristes nouvellement arrivés !

Au programme, j'ai lu l'excellent livre de Frédéric Patras : "La pensée mathématique contemporaine" qui dresse son état des lieux en sept chapitres :
Le style en mathématiques
De Platon à Husserl
Des origines des mathématiques modernes
Axiomes et intuitions
Le courant structuraliste
Structures et catégories
Les demeures de la pensée
A la rencontre du réel

Frédéric Patras analyse avec beaucoup de finesse et de profondeur les apports de Bourbaki, tant en termes positifs que négatifs ainsi que leur incidence sur la difficile succession après cette période clé de la vie des mathématiques françaises. Il nous présente aussi l'oeuvre méconnue de 1000 pages d'Alexandre Grothendieck, Récoltes et Semailles, dont les 100 premières pages ont aussi fait l'objet d'une lecture attentive.

" Penser avec Grothendieck " quelques citations pdf : ICI

J'ai presque terminé " Le fabuleux destin de racine de 2 " par Benoit Rittaud qui nous transporte de 1900 avant notre ère grâce à la tablette babylonienne YBC 7289 sur laquelle on trouve la présence de ce nombre avec la précision étonnante de 7 décimales jusquaux calculs par ordinateurs les plus récents, soit en tout plus de 400 pages de voyage dans l'espace et dans le temps autour de ce nombre qui n'a pas à palir devant les succès médiatiques de Pi et du nombre d'or.

La vidéo de la conférence de Benoit Rittaud est disponible ICI.

J'ai assisté mercredi à la journée des maths 2008 organisée à la Faculté des Sciences à Bourges dont le thème principal était " L'expérimentation en mathématiques ".

Après l'ouverture de cette journée par les officiels, Daniel Perrin débuta sa conférence sur "L'expérimentation en mathématiques". On peut retrouver les éléments de cette riche prestation sur sa page personnelle. 

On pourra noter au passage quelques " Maximes à la Daniel " :

Un des intérêts de l'expérience, c'est de se rendre compte que le problème est difficile

ou bien

En mathématiques, comme dans les autres les sciences, si l’on utilise l’expérience, elle doit être menée sérieusement.

suivie de :

Si une preuve n’est pas rigoureuse, on court le risque qu’elle soit fausse et, pire, que le résultat annoncé soit faux.

ou encore celle-ci, qui déborde heureusement largement le cadre de l'expérimentation en mathématiques:

On peut avoir une idée fausse sans pour autant être stupide.

On pourra regarder tout particulièrement l'une des situations parmi toutes celles qui sont traitées. Elle est adaptable à presque tous les niveaux d'enseignements. Il s'agit de la somme de n entiers naturels consécutifs ( page 15 puis page 26 ).

Au passage Daniel Perrin a égrené quelques extraits de "Récoltes et semailles" d'Alexandre Grothiendieck et nous a appris que même dans le milieu très fermé de la recherche mathématique le titre d'une publication: Le schéma de Hilbert est presque  jamais connexe peut se transformer en: Le schéma de Hilbert est toujours connexe.

Après le repas, j'ai suivi la conférence de Bertrand Hauchecorne, non pas sur l'histoire des mathématiciens, ni sur les maths et les mots mais sur les contre-exemples.

Je ne ferai pas ici de résumé de la conférence ( mes notes sont ( très ! très ! ) incomplètes ) mais préciserai juste avoir découvert l'existence d'une curieuse et "simple" bijection de IR vers IR continue en 0 dont l'application réciproque est discontinue en 0 au milieu de nombreuses autres curiosités mathématiques mettant à rude épreuve notre intuition.

Ce fut ensuite la pause et je me suis dirigé vers l'excellente conférence de Benoit Rittaud ( sans ses notes ) sur les suites de Fibonacci aléatoires qui réservent bien des surprises et des difficultés à ceux qui souhaitent percer leurs mystères.

Si beaucoup connaissent la suite de Fibonacci "classique" : on obtient un terme en faisant la somme de ses 2 prédécesseurs, le processus étant initialisé avec les 2 premiers termes égaux à 1 ce qui donne: 1 ; 1 ; 1+1=2; 1+2=3; 2+3=5.... etc, la suite Fibonacci aléatoire s'obtient en lançant une pièce de monnaie à partir du calcul du troisième terme si c'est "pile" on fait la somme des deux précédents ( donc on ne change pas le calcul par rapport à la situation classique), par exemple 1 et 1 donnent 2 mais si l'on obtient face on fait la différence des deux prédécesseurs et plus exactement la différence en valeur absolue, c'est à dire toujours positive. 1 et 1 donneraient dans ce cas 1-1 =0.

Pour résumer si l'on obtient que des "pile" on a la suite classique : 1 1 2 3 5 8 13 21 ... et si l'on a que des "face" on obtient la sute suivante: 1 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 ...

Et entre les deux... et justement le problème est là : que se passe-t-il entre les deux? Certaines propriétés sont connues "en moyennant", d'autres restent encore dans l'ombre. La conférence de Benoit Rittaud, en vidéo, vient d'être mise en ligne récemment ICI ( consulter la visionneuse pour le texte et visualiser les arbres ).

Le Prix d'Alembert, créé en 1984 par la Société mathématique de France, récompense des personnalités dont le travail élargit le champ des mathématiques ou dont l'action permet de diffuser la connaissance des mathématiques. Il est associé au prix Anatole Decerf, remis par la fondation Anatole Decerf sous l'égide de la fondation de France.

En 2008, Robert Ferréol a été récompensé par le prix Anatole Decerf pour son site Mathcurve, l'encyclopédie des formes mathématiques remarquables. Marie-José Pestel a reçu le prix d'Alembert pour l'ensemble de son action, notamment au sein du CIJM (Comité International des Jeux Mathématiques).

Depuis 1984, les récompenses s'enchainent:

• 1984
  • la Revue « Pour la Science »
• 1986
  • l'Association pour le Développement de l'Enseignement et de la Culture Mathématique
• 1990
  • Michèle Chouchan, pour ses émissions consacrées aux mathématiques sur France Culture
• 1992
  • L'Association Math.en.Jeans, pour son action auprès des jeunes.
  • Ivar Ekeland, pour son livre Au Hasard
• 1994
  • Le Concours de mathématiques « Le Kangourou des mathématiques »
• 1996
  • L'association « EcoutezVoir », pour son action dans le domaine audiovisuel mathématique
  • Barbara Burke Hubbard, pour son livre Ondes et Ondelettes
• 1998
  • Jean-Paul Delahaye, pour ses travaux de vulgarisation mathématique.
• 2000
  • Elisabeth Busser et Gilles Cohen, pour leurs travaux dans des journaux quotidiens ou mensuels.
  • Gilles Dowek, Benoît Rittaud, Jean-Christophe Novelli et Phong Nguyen, pour leurs conférences données dans le cadre du Prix d'Alembert des Lycéens.
• 2002
  • Jean Brette, Mireille Chaleyat-Maurel, Catherine Goldstein, Gérard Tronel, pour leur campagne d'affiches sur les mathématiques dans les transports en commun et le livret d'accompagnement, dans le cadre de l'« Année 2000, Année Mondiale des Mathématiques ».
  • L'Association Fermat-Lomagne.
  • Le prix Anatole Decerf a été attribué à Eric Trouillot pour le Jeu de société Mathador.
• 2004
  • Ex Nihilo, pour une série de six films diffusés en 2003 sur Arte : carré magique, 20 février 2002 (jour palindromique), signe, jonglage, le cœur net et incertitudes.
  • Le prix Anatole Decerf a été attribué à : la Revue Diagonale
• 2006
  • Philippe Boulanger, des éditions Belin et de la revue Pour la Science.
  • Le prix Anatole Decerf a été attribué à : l'association « Centre Sciences » d'Orléans
  • Une mention spéciale a été décernée à Pierre Damphousse (Université de Tours).

Source : Wikipédia

Les lauréats sur le site de la SMF

Sur le site de l'IRMA

Un exemple de nouveauté sur le site Mathcurve, la courbe du Pont-Levis que doit décrire le contrepoids afin que le système soit toujours à l'équilibre.

J'avais parlé ici, il n'y a pas longtemps, du site Image des mathématiques, développé par le CNRS. Il est alimenté par des chercheurs qui ont le souci de vulgariser les mathématiques auprès d'un large public. Le sous-titre est "La recherche mathématique en mots et en images".

Les articles sont classés suivant le niveau du public cible, ce qui me semble être un grand pas en avant ,de considérer que la vulgarisation se veut par essence graduelle, et que tout le monde ne peut pas tout lire, ce qui à mon avis, a été l'un des écueils sur lesquels a buté l'impossible récente diffusion des sciences dures, autrement que par le coté "sensationnel" de telle ou telle avancée. Les niveaux mathématiques des articles sont répertoriés suivant les couleurs des pistes de ski ( vert, bleu, rouge et noir ).

Le site est vraiment agréable à parcourir. Il est suffisamment simple pour ne pas s'y perdre et les portraits des mathématiciens vulgarisateurs donnent beaucoup de vie à l'ensemble.

J'ai été tout particulièrement sensible aux billets de la rubrique "Café des Maths" rédigés par François Sauvageot, plus que souriant, origamis à la main. L'image des mathématiques douloureuses et laborieuses, sélectives et noires doit impérativement être cassée et ces chercheurs sont les seuls à pouvoir en donner l'impulsion et l'énergie. Beaucoup de retard a été accumulé en la matière pour réconcilier un public traumatisé, avec une recherche vivante et foisonnante. Je reste convaincu que la vulgarisation mathématique dont l'un des axes doit être entièrement dirigé vers les enseignants ( et les politiques) ne peut que dynamiser cette discipline qui peine à trouver sa place dans l'enseignement actuel.

Comme toute question mérite d'être posée, les plus grands scientifiques doivent être convaincus que toute réponse, même à une question simple, mérite d'être donnée. Les niveaux de réponses doivent être gradués suivant le public visé. L'exemple de l'objet du mois est à ce titre, très intéressant puisqu'il présente un cadran solaire digital, qui donne l'heure correcte après qu'il ait été orienté correctement. De l'enfant de 7 ans au chercheur de haut niveau, les interrogations peuvent être nombreuses et évidemment pas de la même nature!

J'ai donc été heureux de voir apparaître, dans ce café, des titres d'articles qui me "parlent", et ci c'est le cas pour moi, ça doit aussi "causer" à d'autres! :

Règle de Trois
Espérance de vie
Vulgarisation
Sudoku
Classement
Partage

On retrouve sur ce site quelques grands noms  comme Etienne Ghys, Jean-Pierre Kahane et d'autres mathématiciens dont le nom ne m'est pas encore connu mais que je l'espère se piqueront au jeu de la diffusion de leurs difficiles et théoriques travaux vers un large public.

Je voulais aussi en passant, signaler l'alimentation continue du site http://www.bibnum.education.fr/ qui vise à diffuser des textes fondamentaux de la science en les faisant analyser par les scientifiques d'aujourd'hui. J'y vois un triple intérêt, d'une part de montrer l'existence de tels textes, ensuite de faire un lien entre science qui se fait et l'histoire de la science et dernièrement de permettre une analyse solide et distanciée de textes fondateurs, dont la contextualisation n'est pas facile à faire.

Si l'on se dirige sur le site Bibnum aujourd'hui, on y voit apparaître la fabuleuse tablette babylonienne YBC 7289, analysée par Benoit Rittaud qui nous fait découvrir l'incroyable précison avec laquelle les scribes ont fait leur calcul, sur ce qui était peut-être un brouillon d'élève!

Juste au dessous de cette tablette apparaît un texte de Pierre de Fermat donnant une méthode pour la recherche du minimum et du maximum, prémisse à notre bien connu calcul de dérivées. Sur la droite , le texte du jour est un texte de Stainville sur l'irationnalité du nombre e.

De quoi passer un dimanche "mathématique" bien au chaud.

J'ai vraiment apprécié ce numéro 37 des Dossiers de La Recherche intitulé "Le pouvoir des mathématiques". Déjà j'ai bien aimé le petit éditorial, signé par un auteur, à l'égo peu mis en avant, ce qui est tellement rare dans notre monde, et qui s'appelle tout simplement: "La Recherche".

Les mathématiques sont la science de l'exploration en lien avec les autres sciences qui les alimentent.

Pour chacun des articles suivants, j'ai reproduit en italique quelques courts extraits. L'exercice est très personnel. Le mot "algorithme" est très présent dans le magazine, témoignant du rapprochement sans cesse croissant des problématiques théoriques mathématiques et informatiques et l'utilisation de l'ordinateur pour traiter de problèmes complexes.

Dates clés
Les grandes étapes de la recherche

En partant de 1900 et des 23 problèmes de Hilbert et en terminant en 2007 avec la description du groupe de Lie E8, 17 dates sont retenues, mélant preuves formelles et aidées de l'ordinateur à partir de 1976.

Entretien avec Jean-Yves Girard
« Prédire la difficulté d'un problème est impossible »

Savoir si un problème est difficile est un problème difficile. Formuler un problème est plus difficile que d'en trouver la solution. La science recherche des questions et accessoirement elle en recherche les réponses.

Philosophie
L'étonnante fécondité des mathématiques par Dominique Lambert

Mathématiques prédictives, rétrodictives, unificatrices, explicatives,  génératives, langage, pensée, significatives, vides, classificatrices, extension des domaines empriques...

Vocabulaire
L'art de bâtir les conjectures par Barry Mazur

Hilbert utilisa en premier ce mot avec son sens moderne. Le renard sait beaucoup de choses. Mais le hérisson connait une grande chose.

Classification
L'arbre de la complexité

Ruptures
Le mathématicien a-t-il besoin d'instruments ? par Gilles Dowek

L'ordinateur prolonge les facultés non pas de nos sens, mais de notre entendement.

Entretien avec Wendelin Werner
« Explorer les frontières et changer d'échelle »

Avec Greg Lawer, de l'université de Duke (puis Cornell et maintenant Chicago) aux Etats-Unis, nous avons compris progressivement les liens entre les interfaces de percolation et les bords browniens.

Complexité
Le plus difficile des problèmes difficiles par Pierre Lescanne et Nicolas Hermann

Les informaticiens et les logiciens ont alors remarqué que certains problèmes fondamentaux possédaient une complexité qui les rendait insurmontables, mais sans pouvoir dire si cette complexité était inhérente aux problèmes ou si elle pouvait être réduite en attaquant le problème autrement.

Cryptographie
Une géométrie pour les codes secrets par Phong Nguyen

En généralisant l'algorithme d'Euclide, Joseph-Louis Lagrange a démontré en 1773 que l'on peut résoudre le problème SVP en dimension 2. Mais le problème SVP devient de plus en plus difficile, au fur et à mesure que la dimension augmente. [...] SVP fait bien partie des problèmes les plus difficiles de l'informatique théorique.

Symétrie
La carte de la 248e dimension par Mathieu Nowak

Une fois ce travail fait, le plus gros outil dans l'histoire de l'étude des symétries sera fin prêt. Ne restera plus qu'à inventer ce à quoi il peut servir.

Démonstration
Comment on est venu à bout de la conjecture de Poincaré par Gérard Besson

La chirurgie peut réparer le traumatisme. Il suffit de sectionner transversalement chaque cylindre à trois dimensions en son milieu.

Nombres premiers
Des suites à l'envi par Benoît Rittaud

Peut-on encore apprendre quelque chose des nombres premiers? Oui.

Épistémologie
Les mathématiques ordonneront-elles le monde ? par Gregory Chaitin

Comprendre c'est comprimer. Les problèmes non résolus deviendront peut-être des axiomes. Des questions fondamentales resteront peut-être à tout jamais insoluble prenant à revers notre puissance de compréhension.

Document
Les irrégularités ont aussi leur modèle par Ian Stewart

Les travaux qui avaient valu un prix à Poincaré comportaient une grave erreur. Loin d'avoir découvert le chaos, comme on l'avait supposé, il avait prétendu prouver que celui-ci ne pouvait se produire. Voir page 34

APPLICATIONS

Le génome, moteur de la bio-informatique par François Rechenmann

Il s'agit de démarches de résolutions de problèmes qui ne garantissent pas l'obtention d'une solution, ni son optimalité, mais qui ont l'avantage d'être plus rapides.

La formule qui permet de naviguer sur les canaux par Jean-Michel Coron, Brigitte d'Andréa-Novel et Georges Bastin

Cette méthode d'analyse et de conception du contrôle des voies navigables a été utilisée notamment pour le réglage des vannes de la Sambre.

Les ordinateurs apprennent à lire par Olivier Baret

D'une façon générale les chèques difficiles à lire pour les ordinateurs le sont aussi pour une personne.

Résoudre des équations pour repérer les avions par Daniel Bouche

La seule solution pour résoudre les cas les plus complexes est de faire appel à l'ordinateur.

Le juste prix des options boursières par Yves Derriennic

Un dollar placé en 1926 en bons américains du Trésor aurait rapporté à son détenteur la somme de 12 $ en 1994. Le mêm investissement en actions, fondé sur l'indice S&P 500, aurait produit 811 $.

LES MATHÉMATIQUES DU XXIe SIÈCLE VUES PAR

Ingrid Daubechies
« Des problèmes issus de l'informatique théorique »

Cette interaction continuelle entre mathématiques et informatique théorique est passionante.

Guy Métivier
« Établir des théories pour la biologie »

Les mathématiques du vivant restent à inventer.

Pierre Cartier
« L'aube d'une révolution collaborative »

Nous sommes dans une phase de transition du même ordre que celle de l'invention de l'imprimerie ou de l'écriture.

Jean-Christophe Yoccoz
« Maîtriser des techniques toujours plus nombreuses »

De même qu'en musique, il faut faire des gammes pour acquérir une maîtrise suffisante qui permette d'oublier la technique et attaquer des morceaux intéressants, il est nécessaire de maîtriser les techniques mathématiques pour aborder les mathématiques intéressantes.

Cédric Villani
« La physique : un moteur des mathématiques »

Personne ne sait expliquer pourquoi l'eau bout quand on la chauffe.