Choses à Savoir SCIENCES

Pendant longtemps, certaines capacités cognitives ont été considérées comme un privilège humain. Se représenter un nombre abstrait, savoir si l’on sait ou si l’on ignore quelque chose, ou encore manipuler mentalement des concepts sans support concret. Or, une expérience récente menée en Allemagne est venue sérieusement bousculer cette frontière. Les héroïnes de cette découverte ne sont ni des singes ni des dauphins, mais… des corneilles.

L’étude est conduite par l’équipe du neurobiologiste Andreas Nieder à l’Université de Tübingen. Son objectif : tester si ces oiseaux sont capables de ce que l’on appelle la métacognition, c’est-à-dire la capacité à évaluer ses propres connaissances. En clair : savoir si l’on a la bonne réponse… ou savoir que l’on ne l’a pas.

Le protocole est redoutablement précis. Les corneilles sont entraînées à observer brièvement un écran affichant un certain nombre de points. Ensuite, l’image disparaît, et l’oiseau doit indiquer si le nombre présenté correspond à une valeur cible. Jusque-là, rien d’exceptionnel : beaucoup d’animaux savent distinguer des quantités simples. Mais voici la subtilité décisive. Dans certaines conditions, les corneilles ont la possibilité de renoncer à répondre lorsqu’elles ne sont pas sûres, évitant ainsi une pénalité.
Et c’est là que l’exploit se produit. Les corneilles ne répondent pas au hasard. Elles choisissent de répondre lorsqu’elles ont vu clairement le stimulus… et s’abstiennent lorsqu’il est trop bref ou ambigu. Autrement dit, elles évaluent leur propre degré de certitude. Exactement le comportement attendu chez un humain conscient de ses limites.

Mais l’expérience va encore plus loin. Les chercheurs enregistrent l’activité neuronale dans une zone du cerveau aviaire fonctionnellement équivalente au cortex préfrontal humain. Ils observent que certains neurones s’activent non pas en fonction de la réponse correcte, mais en fonction de la certitude subjective de l’oiseau. Ce signal neuronal de la confiance — que l’on pensait réservé aux primates — est bien présent chez la corneille.
Jusqu’ici, ce type de test était considéré comme un marqueur fort de conscience de soi minimale. Il avait été validé chez l’humain, et de façon très débattue chez certains grands singes. Le voir réussi par un oiseau, dont le cerveau est organisé de manière très différente, est une surprise majeure.
Cette découverte a des implications profondes. Elle montre que des fonctions cognitives dites “supérieures” peuvent émerger sans cortex cérébral, par des architectures neuronales totalement différentes. En clair : l’intelligence n’a pas un seul modèle biologique.
Les corneilles ne parlent pas, n’écrivent pas, ne philosophent pas. Mais elles viennent de réussir un test qui, jusqu’à récemment, servait précisément à définir ce qui nous rendait uniques. Et cela oblige la science à revoir une vieille certitude : l’humain n’a peut-être jamais été aussi seul qu’il le croyait au sommet de l’intelligence.
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La question paraît anodine, presque ludique, pourtant, elle a occupé certains des plus grands mathématiciens modernes. Et la réponse est aujourd’hui claire, chiffrée, et contre-intuitive.

Tout commence avec le mélange à l’américaine, appelé riffle shuffle : on coupe le paquet en deux, puis on entrelace les cartes. C’est le geste le plus courant chez les joueurs de poker et les croupiers. Mais est-il efficace ? Dans les années 1990, le mathématicien et ancien magicien Persi Diaconis, alors à Stanford, décide de répondre scientifiquement à la question.

Avec ses collègues, il modélise mathématiquement le mélange de cartes comme un processus aléatoire et compare l’ordre du paquet après chaque mélange à un ordre parfaitement aléatoire. Leur verdict, publié en 1992, est sans appel : il faut exactement 7 mélanges riffle pour qu’un jeu de 52 cartes soit véritablement aléatoire.

Avant 7 mélanges, le jeu n’est pas vraiment mélangé. Des structures subsistent, des cartes restent statistiquement proches de leur position d’origine. Après 7 mélanges, en revanche, on observe un phénomène brutal appelé transition de coupure (cutoff phenomenon) : le paquet passe soudainement d’un état “prévisible” à un état “indiscernable du hasard total”. Un 6ᵉ mélange est insuffisant ; le 7ᵉ fait basculer le système.

Ce résultat est frappant quand on le compare au nombre total de configurations possibles d’un jeu de cartes : 52!, soit environ
80 658 175 170 943 878 571 660 636 856 403 766 975…
Un nombre si gigantesque que, si chaque personne sur Terre mélangeait un paquet chaque seconde depuis le Big Bang, il est extrêmement probable qu’aucun ordre n’ait jamais été répété. Et pourtant, seulement 7 mélanges bien faits suffisent pour atteindre cet océan de possibilités.

Cette découverte a des implications bien au-delà des cartes. Les mêmes mathématiques servent à analyser :

la sécurité des algorithmes cryptographiques,

les méthodes de tirage au sort,

le brassage des données en informatique,

ou encore le mélange des particules en physique statistique.

Conclusion surprenante : mélanger trop peu n’est pas du hasard, mais trop mélanger ne sert à rien. Les mathématiciens ont tranché : pour un jeu standard, 7 mélanges suffisent. Ni plus, ni moins. Une rare situation où le chaos obéit à une règle précise.
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À l’âge adulte, le corps humain compte environ 37 trillions de cellules. Pour comprendre pourquoi elles se divisent (certaines tout au long de leur vie comme les cellules de la peau, ou de l’intestin, il faut revenir à la fonction la plus fondamentale du vivant : se maintenir, se réparer et se transmettre. La division cellulaire n’est pas un détail technique de la biologie, c’est le mécanisme central qui rend la vie possible à toutes les échelles.

La première raison est la croissance. Un organisme pluricellulaire, comme un humain, commence par une seule cellule : l’œuf fécondé. Pour devenir un corps composé de dizaines de milliers de milliards de cellules, il n’existe qu’une solution : se diviser encore et encore. Chaque division double le nombre de cellules, permettant la construction progressive des tissus, des organes, puis de l’organisme entier. Sans division cellulaire, aucun être complexe ne pourrait exister.

La deuxième raison est le renouvellement. Les cellules ne sont pas immortelles. Elles s’usent, accumulent des dommages, ou sont simplement programmées pour mourir. Dans le corps humain, certaines cellules vivent très longtemps, mais d’autres sont renouvelées en permanence. Les cellules de la peau, par exemple, sont remplacées en quelques semaines. Les globules rouges vivent environ 120 jours. La division cellulaire permet donc de maintenir l’intégrité des tissus, en remplaçant continuellement ce qui disparaît.

Troisième raison : la réparation. Lorsqu’un tissu est endommagé — une coupure, une brûlure, une fracture — ce sont les divisions cellulaires qui rendent la cicatrisation possible. Les cellules voisines se multiplient pour combler la perte, reconstruire la structure et restaurer la fonction. Sans cette capacité à se diviser, la moindre blessure serait irréversible.

Mais il existe une raison encore plus fondamentale : la transmission de l’information génétique. Avant de se diviser, une cellule copie son ADN avec une extrême précision. La division permet ainsi de transmettre à chaque cellule fille une copie complète du programme biologique. C’est ce mécanisme qui assure la stabilité des espèces au fil des générations, mais aussi la reproduction chez les organismes unicellulaires, pour lesquels se diviser, c’est littéralement se reproduire.

Enfin, la division cellulaire est strictement contrôlée. Une cellule ne se divise pas “par envie”, mais parce qu’elle reçoit des signaux précis : besoins de l’organisme, disponibilité des nutriments, absence de dommages génétiques. Lorsque ce contrôle échoue, les divisions deviennent anarchiques. C’est exactement ce qui se produit dans le cancer : des cellules se divisent sans raison fonctionnelle, au détriment de l’organisme.

En résumé, les cellules se divisent pour grandir, durer, réparer et transmettre la vie. La division cellulaire n’est pas un accident de l’évolution : c’est l’un des piliers invisibles sur lesquels repose toute la biologie du vivant.

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En 1696, un défi mathématique bouleverse l’Europe savante. Une question simple, presque enfantine, est posée publiquement : par quel chemin un objet tombe-t-il le plus vite d’un point à un autre, sous l’effet de la gravité, sans frottement ? Ce problème prend un nom étrange, venu du grec : brachistochrone, littéralement « le temps le plus court ».

À première vue, la réponse semble évidente. Le chemin le plus rapide devrait être la ligne droite, puisqu’il est le plus court. Pourtant, cette intuition est fausse. Et c’est précisément ce paradoxe qui rend le défi si célèbre.

Le problème est formulé par Johann Bernoulli, l’un des plus brillants mathématiciens de son époque. Il lance un appel à tous les savants d’Europe. Parmi ceux qui relèvent le défi figurent Isaac Newton, Gottfried Wilhelm Leibniz et Jacob Bernoulli. Newton, raconte-t-on, reçoit l’énoncé en fin de journée et envoie sa solution… le lendemain matin.

La solution est contre-intuitive : le chemin le plus rapide n’est ni une droite, ni un arc de cercle, mais une cycloïde. Il s’agit de la courbe décrite par un point situé sur une roue qui roule sans glisser. Cette trajectoire plonge d’abord très rapidement vers le bas, afin que l’objet acquière vite une grande vitesse, avant de s’adoucir progressivement à l’approche du point final.

Pourquoi cela fonctionne-t-il ? Parce que le temps de parcours dépend non seulement de la distance, mais surtout de la vitesse acquise. En descendant plus brutalement au départ, l’objet gagne rapidement de l’énergie cinétique, ce qui lui permet de parcourir la suite du trajet beaucoup plus vite, même si le chemin est plus long que la ligne droite.

Ce résultat marque un tournant majeur dans l’histoire des sciences. Le défi de la brachistochrone contribue à la naissance du calcul des variations, une branche des mathématiques qui cherche à optimiser des quantités comme le temps, l’énergie ou la distance. Ces outils seront ensuite essentiels en mécanique, en optique, en ingénierie… et même dans l’économie moderne.

La brachistochrone a aussi une portée pédagogique remarquable. Elle montre que la nature n’obéit pas toujours à notre intuition, et que l’optimal n’est pas forcément le plus simple. On retrouve ce principe dans des domaines aussi variés que la conception des montagnes russes, la trajectoire des satellites ou l’optimisation des réseaux.

Plus de trois siècles plus tard, ce défi reste un chef-d’œuvre intellectuel : une question apparemment anodine, capable de révéler toute la profondeur des lois du mouvement.
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La Grande Pyramide de Gizeh est traditionnellement attribuée au pharaon Khéops, vers 2600 avant notre ère. Ce consensus archéologique repose sur des inscriptions, des datations indirectes et le contexte historique de l’Ancien Empire égyptien. Pourtant, une hypothèse récente vient bousculer cette chronologie bien établie : et si les pharaons n’avaient pas construit la pyramide, mais simplement restauré un monument beaucoup plus ancien ?

Cette idée est défendue par Alberto Donini, ingénieur à l’University of Bologna. Dans une étude encore préliminaire et non validée par les pairs, il suggère que la Grande Pyramide pourrait remonter à une période antérieure à l’émergence de la civilisation égyptienne classique.

Son raisonnement s’appuie sur plusieurs observations. D’abord, certaines parties internes du monument présentent des traces d’érosion et d’altération qui, selon lui, seraient difficiles à expliquer par seulement 4 600 ans d’exposition. Il évoque notamment des formes d’usure qui pourraient indiquer un contact prolongé avec de grandes quantités d’eau, dans un contexte climatique beaucoup plus humide que celui de l’Égypte pharaonique connue.

Autre argument : l’extraordinaire précision géométrique de la pyramide. L’alignement quasi parfait sur les points cardinaux et les proportions mathématiques remarquables suscitent depuis longtemps l’admiration. Pour Donini, ce niveau de maîtrise pourrait provenir d’un héritage technologique antérieur, transmis ou redécouvert par les bâtisseurs égyptiens, plutôt que d’une invention purement locale et soudaine.

Dans ce scénario, les pharaons auraient trouvé une structure déjà existante, partiellement endommagée, qu’ils auraient consolidée, habillée de nouveaux blocs et intégrée à leur propre tradition religieuse, en la transformant en tombe royale. Autrement dit, Khéops n’aurait pas été le constructeur originel, mais le grand rénovateur d’un édifice hérité.

Cependant, cette hypothèse reste hautement controversée. Les égyptologues soulignent que les carrières identifiées, les outils retrouvés, les graffitis de chantiers et l’organisation logistique connue de l’Ancien Empire concordent fortement avec une construction sous le règne de Khéops. De plus, aucune preuve matérielle indiscutable ne démontre l’existence d’une civilisation antérieure capable d’ériger un tel monument sur le plateau de Gizeh.

Ce débat illustre un aspect essentiel de la science : la remise en question permanente. Proposer une idée audacieuse ne suffit pas ; elle doit être testée, vérifiée et confrontée aux données existantes. Pour l’instant, l’hypothèse d’une pyramide pré-pharaonique demeure spéculative.

Mais elle a le mérite de rappeler à quel point la Grande Pyramide reste un objet de fascination et de mystère. Même après des siècles d’études, ce monument continue de nourrir des questions fondamentales sur les capacités techniques, l’organisation sociale et l’histoire profonde de l’humanité.
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