Physique et mathématiques

La physique et les mathématiques sont étroitement mêlées depuis toujours. Tantôt c'est la

première qui conduit à développer les mathématiques impliquées par les lois de la nature,

tantôt des structures mathématiques élaborées sans référence au monde extérieur se trouvent

être précisément adaptées à la description de phénomènes découverts pourtant

postérieurement. C'est là l'efficacité déraisonnable des mathématiques dans les sciences de

la nature dont parlait Eugène Wigner. Jamais les interactions entre physique et

mathématiques n'ont été plus intenses qu'à notre époque, jamais la description des

phénomènes naturels n'a requis des mathématiques aussi savantes qu'aujourd'hui. Pourtant il

est important de comprendre la différence de nature entre ces deux disciplines. La physique

n'établit pas de théorèmes ; jusqu'à présent elle se contente de modèles dont les capacités

à prédire, et la comparaison avec l'expérience établissent la validité, avec une économie

dans la description et une précision parfois confondantes. Néanmoins nous savons que tous

les modèles dont nous disposons actuellement, toutes les lois, ne sont que des descriptions

"effectives" comme l'on dit aujourd'hui, c'est-à-dire adaptées aux échelles de temps, de

distance, d'énergie avec lesquelles nous observons, mais dont nous savons de manière

interne, avant même que des phénomènes nouveaux les aient invalidées, qu'elles sont inaptes

à aller beaucoup plus loin. Y aura t-il une description définitive qui, tel un théorème,

s'appliquerait sans limitations? Ce rêve d'une théorie ultime, où la physique rejoindrait

les mathématiques, caressé par certains, laisse beaucoup d'autres sceptiques ; quoiqu'il en

soit la question ne sera certainement pas tranchée rapidement.

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Les neutrinos, des particules surprenantes

Les neutrinos sont des particules élémentaires intéragissant très peu avec la matière.

Depuis 70 ans ils jouent un rôle prépondérant en physique des particules. Les progrès de ces

dernières années ont été époustouflants, sinon surprenants. Nous savons désormais que les

neutrinos sont massifs! Je reprendrai pas à pas l'épopée des neutrinos pour dévoiler comment

plusieurs générations de physiciens ont révélé les secrets de ces particules fantomatiques,

et utilisé les neutrinos pour sonder à la fois l'infiniment petit et l'infiniment grand.

J'insisterai sur les développements expérimentaux récents et je discuterai finalement des

recherches actuelles.

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L'informatique de demain : de Von Neumann aux superprocesseurs

L'évolution du matériel informatique est certainement le phénomène technique qui a connu la progression la plus importante pendant ce demi-siècle. L'apparition de la microélectronique a permis, sur les trente dernières années, une augmentation de la performance des microprocesseurs par un facteur d'environ 100 000, tandis que le prix des machines informatiques était divisé par plusieurs dizaines. Sous la pression des utilisateurs, la course à la performance semble insatiable. Les concepteurs des nouvelles machines informatiques rivalisent d'ingéniosité pour arriver à exécuter les programmes de plus en plus rapidement. L'organisation interne des processeurs modernes s'apparente à des sortes de "chaînes de montage" dans lesquelles plusieurs instructions sont simultanément en exécution. Ces techniques tiennent souvent de l'acrobatie. En effet, la recherche effrénée de la vitesse de traitement incite, par exemple, à utiliser des résultats intermédiaires avant même qu'ils n'aient été élaborés, en spéculant sur la valeur qu'ils devront avoir. Cette course folle se poursuit sans qu'aucun signe de fléchissement ne se fasse sentir. On constate même actuellement une accélération de sa vitesse d'évolution. Les études prospectives laissent à penser que ce rythme va se poursuivre pendant au moins encore dix ou vingt ans.

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LA  VIE  DANS  LES  ABYSSES.