14 avril 2017

Une histoire des découvertes scientifiques


Avant tout, il a fallu, pour que vous soyez là aujourd’hui, que des billions d’atomes errant au hasard aient la curieuse obligeance de s’assembler de façon complexe pour vous créer. Cet arrangement est si particulier qu’il n’a jamais été tenté auparavant et n’existera qu’une seule fois.

C’est par cette interpellation personnelle que débute l’introduction du livre de Bill Bryson intitulé Une histoire de tout, ou presque... Dans la seconde partie de son introduction, l’auteur explique comment il en est venu à s’intéresser aux grandes questions et à l’histoire des découvertes scientifiques.

Tout au long de son exposé, l’auteur formule un tas de questions auxquelles il donne des réponses. Sinon, à défaut de certitudes, il évoque des hypothèses. Cette démarche rend le récit captivant et fort dynamique.

Les nombreux artisans des avancées scientifiques sont identifiés et leurs contributions respectives soulignées au fur et à mesure du déroulement des découvertes historiques. Un très grand nombre des chercheurs cités dans l’ouvrage sont anglo-saxons, plusieurs d’entre eux étant par ailleurs très fortunés. Des anecdotes sur la personnalité des découvreurs et sur leur vie familiale pimentent le récit.

Voyons un aperçu du contenu de cet ouvrage de vulgarisation sur plusieurs sciences, depuis les Temps modernes jusqu’à nos jours: astronomie, biologie, chimie, géologie, météorologie, paléontologie, physique et autres sciences apparentées.

Partie I - Perdus dans le cosmos

Le premier chapitre porte sur la naissance de l’Univers expliquée par les théories du Big Band et de l’inflation. Au cours de cette expansion originelle, les quatre forces fondamentales de l’Univers ont émergé: la gravité, l’électromagnétisme, les forces nucléaires forte et faible. Le devenir hypothétique de l’Univers est ensuite envisagé en fonction de la théorie de la relativité. Les nombres émaillant les explications donnent le vertige.

Le chapitre 2 porte sur le système solaire. La découverte problématique de Pluton est d’abord présentée. La notion d’espace est ensuite abordée en prenant comme exemple la distance nous séparant du nuage d’Oort. Des considérations sur la probabilité de vie humaine ailleurs dans l’Univers sont ensuite évoquées.

Le chapitre 3 porte sur les étoiles à neutrons et l’importance des supernovæ. Celles-ci ont rendu possible la formation de plusieurs éléments lourds, par exemple le carbone et le fer. La genèse de la Terre est ensuite expliquée.

Partie II - La taille de la Terre

Le chapitre 4 est très technique. Dans un premier temps, il traite des lois de Newton, ainsi que des expéditions françaises dans les Andes et en Scandinavie pour mesure la circonférence de la Terre. La seconde partie du chapitre porte sur le calcul de la masse de la Terre.

Au chapitre 5, avec beaucoup d’humour, Bryson relate les débuts de l’histoire de la géologie. Ces péripéties font ensuite place aux débats sur la datation des temps géologiques, y compris l’âge de la Terre.

Le chapitre 6 est consacré aux premières découvertes de fossiles de dinosaures, tant en Angleterre qu’aux États-Unis d’Amérique. L’auteur s’attarde particulièrement sur les vives rivalités entre les pionniers de la paléontologie.

Le chapitre 7 relate les découvertes d’un grand nombre d’éléments chimiques par des chercheurs souvent déconcertants. La classification rigoureuse de ces éléments dans un tableau périodique par Mendeleïev est bien expliquée. Le chapitre se termine par la découverte de la radioactivité par Marie et Pierre Curie.

Partie III - À l’aube d’un nouvel âge

Le chapitre 8 explore la structure de l’Univers, notamment grâce aux découvertes de Planck (thermodynamique), Einstein (théorie de la relativité) et Hubble (existence d’autres galaxies que celle de la Voie lactée).

Dans une tout autre dimension, le chapitre 9 porte sur la structure atomique de la matière. Les péripéties de l’émergence de la physique quantique sont relatées avec nombre d’exemples susceptibles de nous faire comprendre le monde subatomique.

Les méthodes de datation des matériaux anciens (carbone 14 et électroluminescence) et des roches (vitesse de désintégration de l’uranium en plomb et spectrographe de masse) font l’objet du chapitre 10. Bien plus, ce chapitre est consacré aux utilisations néfastes du plomb depuis le début du 20e siècle, surtout par l’industrie automobile.

Le chapitre 11 porte sur la physique des particules, un monde qui dépasse l’entendement. Dans ce contexte pointu, l’auteur aborde les collimateurs d’atomes, le modèle standard du monde subatomique et plusieurs théories, dont celle des cordes. La seconde partie établit l’âge de l’Univers selon les dernières avancées des astronomes.

Intitulé La Terre bouge, le chapitre 12 décrit les découvertes à l’origine de la théorie de la dérive des continents et de la nouvelle science de la tectonique des plaques.

Partie IV - Dangereuse planète

Le chapitre 13 porte sur la théorie de l’impact, celle qui expliquerait l’extinction subite des dinosaures. Deux points sont longuement abordés: le cratère de Manson et les conséquences catastrophiques d’un éventuel impact d’un astéroïde ou d’une comète sur la Terre. Par contraste, le chapitre 14 traite de la constitution interne de la Terre. Le chapitre suivant décrit les caractéristiques époustouflantes du supervolcan Yellowstone.

Partie V - La vie elle-même

Le chapitre 16 illustre la fragilité du genre humain, tout en précisant les facteurs favorables à l’apparition et au maintien d’une forme de vie complexe sur la Terre. Le chapitre suivant porte sur les phénomènes atmosphériques et océanographiques. Le chapitre 18 est consacré au cycle de l’eau, à la vie dans les abysses, à la découverte des sources hydrothermales et à la surpêche.

Le chapitre 19 relate les premières étapes de la vie échelonnées sur plusieurs milliards d’années: bactéries, cyanobactéries, stromatolites, mitochondries, eucaryotes. Le chapitre suivant s’attarde au classement des organismes vivants, aux bienfaits inestimables et indispensables des microbes, aux infections et aux antibiotiques. Les maladies dues à des virus sont ensuite étudiées, par exemple l’épidémie de la grippe espagnole en 1918.

Le chapitre 21 rapporte les spéculations relatives à l’explosion du Cambien, notamment sur les trilobites fossiles des schistes de Burgess. Le chapitre suivant représente l’histoire de la vie au cours d’une journée fictive. Ensuite, l’auteur fait état des grandes et petites extinctions, des transformations consécutives à ces catastrophes et à la pérennité hasardeuse de la vie. Le chapitre 23 est consacré à la taxonomie et à la diversité de la vie végétale et animale.

Le chapitre 24 porte sur la cellule: les étapes de sa découverte, sa composition (membrane, cytoplasme, noyau), et sa description par Bryson faite avec beaucoup d’humour et nombre d’analogies. Le chapitre suivant a trait aux théories de Darwin et de Mendel. Le chapitre 26 relate les découvertes de l’acide désoxyribonucléique (ADN) et l’acide ribonucléique (ARN), et conclut par l’assertion suivante: «La vie est une».

Partie VI - Le chemin vers nous

Le chapitre 27 porte sur la glaciation et les périodes glaciaires. Le chapitre suivant porte sur la préhistoire humaine. Les découvertes de fragments osseux, par exemple celles de l’homme de Java, de l’enfant de Taung, de l’homme de Pékin et de Lucy, donnent lieu à de multiples hypothèses et de vifs débats. L’auteur s’attarde ensuite à l’Homo habilis et l’Homo erectus.

Le chapitre 29 porte sur l’apparition de la première technologie, la fabrication de petites haches. Ensuite, il évoque la dispersion des hominidés en deux vagues, depuis le foyer africain: l’Homo erectus (± 2 millions d’années) et l’Homo sapiens (± 100 000 ans). Tout le chapitre fourmille d’hypothèses sur l’évolution de nos ancêtres.

Le dernier chapitre est à la fois factuel et moralisateur. Dans un premier temps, il décrit l’extinction systématique d’animaux, entre autres, par l’homme. Dans un second temps, il rappelle l’heureux hasard de l’existence de la vie sur notre planète. Citons une phrase conclusive de l'auteur: « C’est une pensée troublante de se dire que nous pouvons être l’achèvement suprême du monde vivant et son pire cauchemar à la fois.»

Le livre est complété par les notes, une bibliographie de vingt pages comprenant quelques titres traduits en français, et les remerciements d’usage. Il n’y pas d’index.

Références

Bryson, Bill. - Une histoire de tout, ou presque... - Traduit de l'anglais par Françoise Bouillot. - Paris: Payot & Rivages, 2009. - 648p. - [Citation liminaire, p. 11]. - ISBN 978-2-2289-0218-2 - Bibliothèques de Montréal et BAnQ: 500 B916h 2007 et 500 B9166h 2009.

Bill Bryson / Microblogue - Wikipédia - Encyclopedia.com

Image

Gravitational Waves Detected 100 Years After Einstein's Prediction (An artist's impression of gravitational waves generated by binary neutron stars. Credits: R. Hurt/Caltech-JPL) (NASA/JPL, 11 février 2016)

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Prise de position pragmatique et nuancée sur l’univers (Paul Journet, La Presse, 12 mars 2017) - [La collision de deux trous noirs sert d’amorce aux propos de l’éditorialiste.]

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