Docteur jubilé

 J´ai reçu hier mon diplôme du docteur jubilé à la poste. La cérémonie même, il y a deux semaines, était la promotion solennelle des personnes qui avait reçu leur degré de docteur de technologie il ya 50 ans. Moi, j’avais décidé de ne pas participer. Pourquoi?

À la fin de mes études pour le thèse de docteur je réalisais que tout ça n’est qu’un spécimen modeste avant la recherche scientifique véritable qui commencera après. Mais pour accorder le ”jubilé” il suffit que la personne soit vieilli 50 ans depuis son titre de docteur.

Université doit produire des généralistes (en finnois)

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Palindromes dans l'ADN

Des palindromes peuvent se trouver dans les objects dont la structure se compose de parts discrètes regroupées en chaîne. Possiblement les palindromes les mieux connus sont ceux-ci qui se composent de lettres, c’est à dire, les palindromes verbaux. Il est facile d’imaginer l’occurence de chaînes palindromes aussi en nombres entiers tels 1, 121, 35053, etc., et même le fait comment telles chaînes peuvent se former spontanément comme font les années: la prochaine année palindrome sera 2112. Le compositeur de musique peut organiser la succession de notes en palindrome comme a fait, par exemple, J.S. Bach dans son canon cancrizans (”rapukaanon”). Ainsi il est clair que des fragments palindromes doivent se trouver aussi dans l’ADN, la chaîne moléculaire constituée de millions d’unités monomères. 

Dans ce contexte il est possible de traiter la structure palindrome de l’ADN sans aller aux détails chimiques du molécule. Il suffit de remarquer que le molécule se compose de deux polymères parallèles (plutôt antiparallèles) qui s’enroulent pour former une double hélice. La chaîne où alternent désoxyribose (sucre) et phophate forme la squelette des polymères (”brins”). Les deux brins sont liés l’un à l’autre par des liaisons d’hydrogène entre les bases azotées attachées aux sucres, comme des branches perpendiculaires à l’axe de la double hélice. C’est justement ces bases qui sont les protagonistes en ce qui concerne des palindromes ici. Les bases sont quatre hétérocycles aromatiques: adénine (A), guanine (G), cytosine (C) et thymine (T). La liaison d’hydrogène est possible seulement entre A et T et entre G et C. Cette restriction signifie alors que si A est attaché au sucre dans la position spécifique de l’un des brins de la double hélice, dans la position opposite de l’autre brin faut-il se trouver T. La même chose est valide pour l’appariement de G et C. Autrement dit, les deux brins sont complémentaires. L’un des brins est le moule et l’autre est synthétisé. Si l’un a le fragment CCGAGT, l’autre est nécessairement GGCTCA. Ainsi l’information est conservé et le dernier peut agir à son tour en moule pour synthétiser la réplication de l’originale.

Supposons que les répétitions inversées de segments d’ADN des quatre bases sont AGCT et TCGA. Il y a des bactéries capable de sécréter, à l’intérieur de cellule d’un autre organisme, de l’enzyme qui reconnait  le palindrome (AGCTTCGA) et coupe l’ADN entre les molécules G et C. Cette attaque a eu de l’effet sur l’évolution. 

xxxAGCTxxx     ---->       xxxAG    CTxxx

xxxTCGAxxx     ---->       xxxTC    GAxxx

D’autre part ces enzymes de restriction sont utilisé aujourd’hui comme la méthode de routine de coupage d’un double brin en un point précis pour faciliter ou rendre possible le séquençage du génome.

Des palindromes peuvent se former aussi dans le brin singulier comme RNA. Dans cette état le molécule est flexible et les répétitions inversées dans les positions écartées ont la chance de trouver l’un l’autre et s’attacher par les liaisons d’hydrogène, ainsi formant des pièces de double brin palindromes au milieu du brin singulier. Le résultat est la structure saillissante appelée ”épingle à cheveux”. Quand ce phénomène se passe dans le double brin, les deux épingles aux positions opposées créent la structure cruciforme. 

Les formations palindromes au-dessus, ne correspondent pas exactement à la définition de palindrome verbal. Mais en comparaison avec les palindromes musicaux on peut trouver des similarités. La musique est polyphonique. La notation pour le piano a toujours deux portées. Les portées sont comme les deux brins de l’ADN. En effet le Canon cancrizan de J.S. Bach est palindrome dans ce sens. Il y a 18 mesures dans cette composition. C’est une invention à deux voix. La première voix commence avec le thème principal (”le royal”) et la deuxième avec le contrepoint. Le point de symétrie est entre les mesures 9 et 10. La première voix, depuis le début jusqu’au point de symétrie, est suivi par la deuxième voix, avec le thème principal inversée. La deuxième voix qui avait commencé avec le contrepoint est suivi par la première voix avec le contrepoint inversée.

Bach n'était pas obligé d'organiser la structure de la façon qu'il a faisait. En effet, je ne sais pas pourquoi il voulait permuter les deux voix. Voici un fragment du canon de Bach comme il l'a écrit et un fragment de mon étude qui représente la composition musicale complètement symétrique. Dans le Crab canon la permutation n'aurait aucun effet parce que les deux voix sont joué au piano. Le texture de piano dans mon étude n'irait pas si bien pour violoncelle.

Les fragments de musique au-dessus démontrent 4 mesures avant le plan symétrique et 4 mesures après. Dans l'oeuvre de Bach la structure palindrome est pareille à celle de double brin de l'ADN tandis que les mélodies pour piano et violoncelle dans mon étude sont chacune entièrement palindromes.

Un éloge de la pensée intuitive

Il était rafraîchissant de lire l’interview du chercheur de psychologie Marjaana Lindeman dans Hesari 27/07/2017, sous le titre ”Uskon asioita” qui peut être traduit de deux façons: Je crois en choses ou Des choses de croyance. Elle faisait tomber avec calme des faits scientifiques, telles qui font ”les penseurs intuitifs” se cramponner plus décisivement dans leurs croyances. Son style faisait immanquablement me rappeler l’oeuvre de Pascal Boyer, anthropologue et professeur des sciences cognitives, ”Et l’homme créa les dieux. Comment expliquer la religion” (Gallimard, 2003). Avec l’approche scientifique et sans préjuges, Boyer examine des croyances variées et surtout la question pourquoi, enfin, croit-on. Le livre serait une excellente base pour l’éducation des religions aux écoles. 

Ce qui me reste à déranger est le dualisme un peu forcé des façons de penser, analytique et intuitive, proposé par Lindeman qui caractérise soi-même comme penseur analytique, et surtout le fait que la pensée intuitive était traité dans cet interview comme si elle était la propriété des personnes spontanées et moins éduquées qui, selon Lindeman, ”ne sont pas interpellées par la science qui est plus abstraite et difficile, tandis que la véracité nécessite la pensée rationnelle, analytique”. Tout cela donne une impression de quelques chose de dépassé, en effet d’un croyance (sic!), comme un vestige du paradigme de l’analyse, qui jurant au nom du réductionnisme et déterminisme produisait le triomphe de trois décennies des sciences dits dures, couronné par la visite de l’homme sur la lune. Ce qui est vrai ici est que la modèle déterministe basée sur l’analyse de l’état simplifié du présent peut être prédictive avec exactitude, mais seulement si les simplifications restent valables.

Lindeman semble avoir oublié que ce n’est pas l’analyse de l’état présent de la réalité mais plutôt son changement qui semble dominer la pensée humaine. Et l’homme ne seulement rêve d’une réalité meilleure, il cherche consciemment à y construire des structures ayant nouveaux fonctionnalités. L’homme est concepteur. La conception est du raisonnement depuis l’effet à la cause: comment créer une structure dont la fonctionnalité susciterait la fonction souhaitée. Cette mode de raisonnement qui avance à contre-courant du flux de causalité est appelé abduction.

Le raisonnement abductif - le terme est assez mal connu - est le don spécifique de l’être humain. Il se base sur l’intuition et ainsi sur l’expérience et connaissance tacite du concepteur, qui ne sont pas nécessairement liées au domaine du projet de conception en question. Une idée intuitive peut surgir aussi des domaines culturels entièrement différents, le fait qui accentue le rôle central de la pensée globale (holistique) dans la conception créative. Concevoir le voyage de vacance n’implique pas nécessairement de la résolution créative du problème si les activités souhaitées peuvent être garantis de façon routinière selon une recette antérieure. En revanche, la conception bien exécutée d’une restructuration dans un environnement complexe implique une espace de problème suffisamment large pour qu’elle alimente le surgissement des intuitions dans la pensée globale du concepteur. 

Dans la communauté scientifique moderne les fondements du paradigme de l’analyse, le réductionnisme et le déterminisme, commencent à être presque grossièretés. La science contemporaine jure plutôt au nom de la complexité de la réalité. Cette tendance se trouve aujourd’hui au seins de nombreuses disciplines en même temps, de sorte que le signe de la naissance d'un nouveau paradigme scientifique est visible. On comprend qu’un système complexe se renouvelle en permanence de façon créative, émergente, et il est impossible de prédire son comportement de ses parties élémentaires comme manifestent, par exemple, l’apparition des innovations ou les fluctuations des cours boursiers. L’intelligence de la complexité exige une approche interdisciplinaire dans laquelle les phénomènes individuels sont considérés comme faisant partie d'une totalité qui n’est pas fragmenté par les barrières artificielles humaines.

Cependant, la transition de la pensée traditionnelle à l’interdisciplinarité nécessite une réforme en profondeur de l'éducation et est un long chemin à parcourir. On a besoin de l’ontologie pour soutenir l'image globale de la réalité et des programmes de formation construits de cette base. L’ontologie doit unifier en particulier le langage des sciences humaines et des sciences naturelles. J’ai développé et testé avec mon groupe ce type d'ontologie dans plusieurs projets de conception créative avec de bons résultats. Probablement le plus mémorable des commentaires reçus est toutefois celui d’un soutenant de sa thèse de doctorat, qui s’adressait de moi à la fin de l'examen public avec le remerciement pour l'éducation que je lui avait donné pour toute la vie.

Complexité

”La réalité est complexe.” Cette phrase a l’air d’une déclaration d’une trivialité dont il est facile, intuitivement et superficiellement, d’être d’accord. Mais elle peut représenter aussi le point de départ d’une révolution scientifique, le plus profond jamais, qui nous mène vers un nouveau paradigme de toute science et en conséquence vers une nouvelle vue du monde. Cette dernière est le scénario que je veux brièvement examiner. Que désigne-t-on par les termes réalité et complexe ici?

Commençons par la complexité. Complexe peut se confondre avec compliqué. Par exemple, le langage de spécialiste peut être compliqué aux profanes en sens d’être inintelligible. Le public peut trouver la musique contemporaine ou moderne trop compliqué pour en saisir son idée. Beaucoup de vieillards trouvent l’utilisation des moyens modernes de communication trop compliquée pour eux. Dans toutes ces phrases le terme compliqué exprime une impression subjective. Le terme complexité a été récemment choisi par des chercheurs pour désigner la propriété intrinsèque de la réalité indépendant de ce que l’homme en pense. Il sert ainsi de la démarcation entre la réalité et sa modèle formelle qui est incapable de capturer toutes ses propriétés. 

Attribuant le terme complexité à la réalité ne spécifie pas encore la signification des termes complexité et complexe. Pour la rendre explicite on est obligé de plonger dans les profondeurs de la réalité. J’utilise le terme réalité dans le sens ”tout ce qui est”, c’est à dire la totalité pour laquelle on utilise aussi des termes univers ou monde. Ainsi, tout ce que je vais dire concernant de la réalité est une prise de position ontologique et il s’agit alors, par nécessité, de l’ontologie adéquate opposée des ”ontologies” des domaines spécifiques. Il est important de comprendre que la réalité comprend aussi nos pensées en tant que produits de notre corps (embodied mind) quoiqu’ils demeurent en dedans du corps.

Ça fait presqu’une trentaine d’années que le terme ”science of complexity” apparaissait dans la littérature scientifique américaine. Ca peut être pris, si on veut, pour le premier signe de la volonté de poursuivre un nouveau paradigme, mais alors le contenu de ce terme n’était pas spécifié de façon précise. Un essai de le faire était publié dans l’editorial du numéro 38 de La Lettre Chemin Faisant en 2001. Selon ce qui était proposé, la science de la complexité ”ne peut caractériser une discipline scientifique parmi d’autres, et nulle discipline ne saurait s’en attribuer la propriété épistémique. L’intelligence de la complexité, les modes de représentations et d’interprétations pour action qu’elle appelle, concernent toute l’activité scientifique en des termes interdisciplinaires. Chaque discipline peut se les approprier, dès lors qu’elle le fait intelligiblement en un même langage substrat, et qu’elle explicite la légitimation épistémique des propositions qu’ainsi elle construit. Et elle concerne aussi toute activité humaine collective, qui ne peut jamais s'enfermer durablement dans une stricte division du travail (qui est aussi division des travailleurs), et qui ne peut s'exprimer qu'en termes d’interactions”. 

Si tout ça s’effectuait, nous serions dans la situation que je proposait en 2000 dans un article en deux parts intitulé ”Université doit former des généralistes”. Mes thèses principales dans cet article étaient que (1) le nouveau paradigme à venir sera par nécessité holistique, (2) il se basera sur l’ontologie adéquate et sa langue unifiée, et (3) la théorie centrale unifiante sera probablement celle de la conception. Une dizaine d’années avant j’avait mis en route le développement de l’ontologie PSSP. Sa langue unifiée donnait pour la première fois la possibilité de produire des modèles holistiques intégrant la connaissance des artéfacts et celle des activités de l’homme et de prendre le premier pas vers la théorie générique de conception. Mais tout avancement jusqu’ici au cadre de ”la science de complexité”, incluant le succès de la théorie de chaos, n’est que de petits pas à côté du défi total de la complexité de la réalité.

La réalité dans sa totalité est créative. Autrement dit, la réalité produit spontanément sans cesse de nouvelles structures et phénomènes qui sont imprévisibles. Cette émergence restrain sérieusement l’utilité de réductionnisme et déterminisme, mais au même temps, dans sa créativité, elle tente à ruiner la nécessité d’un créateur surnaturel imaginé dit le Dieu. La réalité n’est pas homogène. Ontologiquement la réalité est nécessairement modulaire et hiérarchique.

Il y a des niveaux où les idées de réductionnisme et déterminisme sont bien valides comme témoigne le succès des projets spatiales: l’envoi d’une sonde et sa pose avec précision au surface d’un corps céleste se base sur les lois de Newton. Tout ça, malgrè très compliqué, est pourtant déterministique et ainsi pas complexe. Au même temps la biosphère est continuellement l’objet de l’évolution. Elle est complexe en conséquence de l’émergence qui s’exerce via la variation et la sélection, surtout des protéines capables de se reproduire. 

La marche triomphale de la science newtonienne aveuglait la communauté scientifique tant que peu à peu la modèle simplifiée de la réalité devenait l’ontologie même. Au même temps le niveau de réalité ignoré, celui-ci où demeure la complexité, était longtemps laissé ouvert pour la mystification, une source d’inspiration bien exploitée dans les domaines de l’art et de la religion. Aujourd’hui la réduction anticipée de cette espace menace de faire le Dieu une espèce en voie de disparition. Le pionnier de la théorie de complexité, Stuart Kauffman, propose dans son livre ”Reinventing the Sacred”, 2008, la redéfinition des termes Dieu et Sacré. ”Dieu” faisant référence à une construction théorique inventé par l’homme et ”Sacré” à quelque chose de divine, c’est à dire, à ce qui vient de Dieu, ainsi aussi bien inventé par l’homme, pourraient été donné de nouvelles connotations surgissant de la créativité de réalité.

Mais quelles sont les chances de succès de l’homme en attaquant la complexité de réalité? Est-ce que c’est face à l’émergence quand l’homme est enfin obligé d’avouer son insuffisance? Kari Enqvist, physicien et cosmologiste, prend la position dédramatisante à l’égard de l’émergence en tant qu’obstacle infranchissable. Pour lui le terme ne signifie que l’insuffisance de la modèle formelle spécifique adoptée (”effective model”) qui s’élimine par la révision de la modèle. Francis Heylighen, cybernéticien, a publié la taxinomie des types d’émergence en 1991. Il argumente que pour décrire l’émergence on doit recourir à la métamodèle dont la fonction est de contrôler la transition d’une modèle à l’autre représentant des variations retenues.

L’homme, un composant de la biosphère, possède la capacité unique, ainsi distinctive, de changer la réalité de façon consciente. C’est à dire, il a la capacité de concevoir. La conception se base sur la raisonnement déductive et inductive, comme fait l’analyse, mais en particulier sur la raisonnement abductive qui avance à l’envers, de l’effet à la cause. L’abduction a la caractère d’une course d’orientation dans un terrain inconnu avec la carte qui n’a que les courbes de niveau mais aucune information concernant la biodiversité de la végétation. Pour l’orienteur chevronné, faisant confiance à son intuition et créativité, une telle course n’est qu’une experience passionnante: il réussi de trouver son trajet qui n’est pas théoriquement optimal mais pas loin de là. Concepteur est capable de prévisions cultivés.

Comment formellement intégrer l´homme et son environment, c’est la question fondamentale de la théorie générique de conception. Il y a une vingtaine d’années j’en résumait mes idées en la modèle que j’appelle la cercle de conception (design cycle). Simplement exprimé, c’est la modèle dynamique de la conception de n’importe quoi. Ainsi, c’est aussi la modèle pour concevoir la modèle de l’émergence. Ainsi dit, je conclure que l’apprivoisement de la complexité de réalité semble possible. Au même temps il est sage de s’apprêter à l’émergence des surprises.

Que sait-elle, la chauve-souris?

Une de mes connaissances m’a raconté avec enthousiasme d’avoir reçu, en cadeau du Jour des papas, un livre publié en 2015 à titre ”Comment semble-t-il être un animal?” C’est la question du livre de Helena Telkänranta, biologue d’évolution. Le titre évoque immédiatement une association à l’argument du philosophe Thomas Nagel: ”Une chauve-souris seul peut savoir quel effet fait-il d’être une chauve-souris”. De cette base je lui, à ma connaissance, répondais que le titre du livre est osé: comment peut-elle, l’ecrivain, dire d’autre que des spéculations sur des sentiments d’un animal autre d’un être humain. Je posais cette réponse, fourni d’un émotico, pour provoquer des argumentations.

En effet je ne partage pas tout ce que propose Nagel (né en 1937). La phrase ci-dessus, bien connue et souvent référée, a été critiquée au domaine des neurosciences cognitives, parce qu’elle se base sur l’idée de Nagel selon laquelle le fait qu’un organisme ait du tout une expérience consciente signifie qu’il y a quelque chose qui fasse l’effet d’être cet organisme - c’est à dire, quelque chose pour cet organisme. Celui qui fasse l’effet pour l’organisme soit alors le caractère subjectif, ou la qualité, de l’experience. (voir Bennett, M. et Hacker, P., Philosophical foundations of neuroscience, 2003). Ainsi dit, Nagel semble avoir offert la clef à la conception de l’organisme conscient et à la conception de l’experience consciente. 

Si cette interprétation de ce qu’a voulu dire Nagel est correcte, les conceptions se formulent comme suivant:

1. Un organisme est conscient ou a une experience consciente si, et seulement si, il y a quelque chose qui fasse l’effet pour l’organisme d’être l’organisme qu’il est.
2. Une expérience est consciente si, et seulement si, il y a quelque chose qui fasse l’effet pour le sujet de l’experience d’avoir cette experience.

Ainsi, selon Nagel, il y a quelque chose qui fait l’effet pour une chauve-souris d’être une chauve-souris (malgrès nous ne pouvons pas imaginer ce quoi qu’il soit) et, aussi, il y a quelque chose qui fait l’effet pour nous d’être êtres humains (et nous tous savons ce quel effet fait-elle, cette ”quelque chose”, pour nous).

Ces définitions ont été partagées par plusieurs philosophes mais profondement critiquées par plusieurs rechercheurs des neurosciences. Pour ces dernières la seule manière d’accepter la question ”Le quel effet fait-il d’être X” est de la transformer en ”Comment semble-t-il être X”, qui est justement le titre du livre (X = animal), et puis associer cette dernière à l’effort d’acquisition des caracteristiques de la vie de X. Alors il est complètement possible de donner la réponse et on ne doit pas être X ou similaire de X pour le faire. Tout ce qui suffit est d’être bien informé de la vie de X.

Notre biologue d’évolution est évidemment bien informé. Son livre est un des candidats pour le prix de Tieto-Finlandia.

Encouragement pervers

Chaqu’un qui a vécu dans la communauté scientifique sait que ce sont seulement des critères quantitatifs qui forment la base des décisions de support financier. C’est vrai en général mais surtout quant il s’agit de sources financières de l'extérieure de la communauté. L’explication simple est que les critères quantitatifs sont faciles à utiliser, une fois fixés c’est normalement la capacité de l’addition qui suffit; l’évaluation peut ainsi être laissé pour les employeurs de bureau. Combien de docteurs par an a "produit" une université (comme si elle était une usine de saucisson); combien de publications dans les journaux scientifiques référés a "produit" un rechercheur; le quantième se trouve le rechercheur dans la liste des auteurs d’un article, etc. Les critères qualitatives, d’autre part, sont difficiles et nécessitent de l’expertise.

On peut appeller pervers un support financier dont le résultat n’est pas enfin ce qui était l’intention comme a fait un chroniqueur des affairs scientifiques de Hesari aujourd’hui. Elle, Susanne Björkholm, a voulu commencer son article par deux exemples plus généraux sur l’encouragement pervers. Les exemples sont lointains, dans l'espace et temps, mais valides. 

Les paléontologues européens qui chassaient des fossiles en Chine au 19ème siècle payaient aux agriculteurs chinois un somme pour chaque pièce de fossile qu'ils emportaient. Les paysans n’étaient pas stupides. Ils brisaient les fossiles en petits morceaux avant les vendre, un par un, aux rechercheurs. En 1906 on avait décidé en Vietnam de résoudre finalement le problème des rats. Les autorités commençaient à acheter des peaux de rat aux citoyens pour les inciter à tuer des rats. Naturellement cela faisait naître un business de l’élévation des rats en Hanoï.

Ces exemples ne sont pas artificiels. Dans les universités les rechercheurs ne sont pas moins ingénieux que les paysans chinois. La situation étant ce qu’elle est, quelques’uns, en victimes de système, fragmentent leurs articles pour publier les pièces séparément ainsi élongeant la liste d’articles. L’appellation ”pervers” semble justifiée.

Le point de vue de Susanne Björkholm est celui d'un rédacteur scientifique. Pour les professionnels qui écrivent des chroniques il n’y a ni de temps ni d’expertise de plonger aux profondeurs des articles scientifiques. C’est souvent seulement les sommaires, de plus en plus en forme de communiqués de presse, qui eux doivent suffire. Selon Susanne, dans ces sommaires les rechercheurs, sans honte, font comprendre, au moins entre les lignes, qu’il s’agit des résultats qui sont étonnants et bouleversants, ce qui, en effet, n’est que rarement le cas. 

Le chroniqeur termine en constatant que la culture des bonus, basée sur la cupidité, ne fonctionne pas dans la science dont la finalité est de nous faire comprendre la structure (et ainsi le fonctionnement) de la réalité. Cette compréhension ne peut pas être mesurer par l’argent. Et ne doit pas.