« C’est une chance que la sérendipité ne marche pas toujours ! » s’exclame Sheldon Glashow, clôturant gracieusement une conférence intéressante axée précisément sur ce concept : la innovations et avancées technologiques qui surviennent de manière inattendue après des découvertes accidentelles qui n’étaient pas recherchés. Sérendipité.
Glashow est un physicien théoricien américain et lauréat du prix Nobel en 1979, avec Steven Weinberg et Abdus Salam, pour la théorie électrofaible. Un modèle qui unifie deux des quatre forces fondamentales de la nature, l’interaction faible et l’électromagnétisme.
Née à New York le 5 décembre 1932, Glashow porte 90 années enviables non seulement à cause de la brillante lucidité de son discours énergique, mais aussi à cause d’une trace continue d’humour dans ses paroles.
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Sa biographie comporte la particularité d’avoir étudié à la Bronx School of Science (New York), d’où sont issus pas moins de huit lauréats du prix Nobel. Un cas insolite.
Dans sa conférence magistrale, prononcée à la Fondation Areces et organisée en collaboration avec la Fondation CSIC, lors d’une journée appelée à parler de technologies quantiques, créativité et innovationGlashow a donné des conférences sur les mots scientifiques et les coïncidences.
En particulier, il a utilisé comme référence clé le mot « sérendipité », qui a été inventé, raconte-t-il, par l’historien britannique Horace Walpole, dans une lettre de 1854 adressée à son ami américain Horace Mann, à partir « du titre d’un vieux conte de fées Le persan, qui se traduit en anglais par « Les Trois Princes de Serendip », l’ancien nom de Ceylan, aujourd’hui Sri Lanka », qui a géré leurs conflits par hasard.
Nouveaux mots
La création de nouveaux mots est quelque chose qui fascine Glashow. Il a lui-même introduit le mot « charme » (charme) dans le langage scientifique en 1964 pour désigner le quatrième quark, une particule subatomique qu’il a définie comme un « quark charmé ».
Lors d’une conversation avec D+I, il précise qu’il a rédigé un article « avec un collègue ». Et c’est celui-ci qui lui a attribué le nom de « charme » pour ce quatrième quark, qui « c’était esthétiquement nécessaire »et qu’ils le cherchaient pour interpréter la physique des particules.
Revenant à votre intérêt, que Glashow appelle « curiosité », par l’innovation dans le langage que supposent les mots nouveaux, souligne que Walpole a introduit 200 nouveaux termes dans la langue anglaise; Charles Dickens, 235 ans; John Milton, vers 650 ; et « personne ne peut compter » tous ceux qui sont dus à William Shakespeare…
Mais faut-il croire qu’il y a aussi des choses qui n’ont même pas de mot pour les décrire ?, lui avons-nous demandé en essayant de remonter un peu dans le monde quantique.
« Bien sûr, il y a des choses pour lesquelles nous n’avons pas de mots pour décrire. Nous avons assez bien dansé jusqu’à présent dans le Recherche des diverses particularités et particules que nous n’avons pas vuesdonc je suis sûr que nous pouvons le faire à nouveau. Tout ce dont nous avons besoin, ce sont les données expérimentales, à moins que nous soyons assez brillants pour créer une théorie qui explique tout ce que nous voyons et pourquoi nous voyons ce que nous voyons. Pour le moment, nous n’avons pas une telle théorie. Alors parlons-en dans 10 ans et peut-être y aura-t-il autre chose à dire. Ou peut être pas… ».
théorique vs. expérimental
Sheldon Glashow est crédité dans certaines biographies d’avoir eu une présence visible et belligérante dans un une bagarre entre physiciens théoriciens et expérimentateurs dans les années 1960 et 1970. « Il n’y a jamais eu de bagarre », nie-t-il.
« Nous, théoriciens, prenons des références et nous inspirons des développements expérimentaux. C’est ce qui s’est passé lors de la découverte de propriétés de l’interaction faible, ce qui nous a permis de développer une théorie expliquant leur comportement. Bien que pendant longtemps, il y ait eu des expériences qui n’étaient pas d’accord. Lorsque les expériences ont été bien faites, en 1978 environ, il est devenu clair qu’il n’y avait pas de divergence. Que le modèle standard fonctionne », ajoute-t-il.
Glashow assume le point clé de la méthode scientifique : la nécessité qu’il y ait une dissidence sur les théorisations, « parce qu’alors seulement, si quelque chose ne va pas, nous pouvons le réparer et construire une meilleure théorie.
Et les théories, affirme-t-il, habituellement « ils sont en avance sur les expériences ». Ce qui nous ramène au fond de sa conférence, sur les découvertes fortuites d’innovations importantes alors que le scientifique de service cherchait autre chose.
« Mes collègues sont très imaginatifs et ont proposé de nombreuses théories folles, particulièrement convaincantes… », poursuit Glashow.
temps de surprises
« C’est une période très calme, en physique des particules. Il y a un gros accélérateur qui fonctionne [aquí, en Europa, el CERN]les Chinois n’ont rien construit, les Japonais ont choisi de ne pas construire le collisionneur linéaire dont ils rêvaient… On attend que les Européens trouvent ondes gravitationnelles à ondes longues, et ils le feront. C’était un projet américain, mais nous ne pouvions pas nous le permettre. On verra ».
Cela souligne que, dans la recherche de nouveaux « objets étranges », ne s’attend pas à « une découverte chaque semaine, ou sur le point de se produire ». Même s’il sourit et avoue que il aimerait « une surprise ».
Des surprises comme celles que reçut à l’époque William Herschel, qui tomba par hasard sur une nouvelle planète, Uranus, en 1781, testant un télescope qu’il venait de construire pour observer les constellations. Puis, en 1800, il découvre lui-même « par hasard » la lumière infrarouge, invisible à l’œil humain. Qui a, soit dit en passant, des applications techniques importantes.
C’est ainsi que Glashow commence une longue histoire de sérendipité qui, dans une large mesure, façonne le monde civilisé tel que nous le connaissons aujourd’hui.
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Hans Christian Oersted a découvert les effets magnétiques de l’électricité (1820) et Faraday, les effets électriques du magnétisme (1831). Deux « moments fortuits » essentiels jeter les bases pour construire des moteurs électriques.
Glashow met en évidence les cas de rayons X, trouvés par Rontgen (1895) ; la radioactivité, par Becquerel (1896) ; la pénicilline, par Alexander Fleming (1928) ; LSD, d’Albert Hoffmann (1943); les buckyballs (fullerènes), qui ont valu à Richard Smalley, Robert Curl et Harold Kroto le prix Nobel en 1996 pour leur découverte en 1984 ; et la première synthèse de graphène, utilisant du ruban adhésif pour exfolier le graphite (2004), qui a décerné le prix Nobel de physique 2010 à Konstantin Novoselov et Andre Geim…
La chance d’un Paris nuageux
Et, bien sûr, sans oublier l’anecdotique pomme de Newton; ni, à l’inverse, les cent années qui ont dû s’écouler avant qu’Einstein ait raison sur l’existence des ondes gravitationnelles.
Tous ces tournants de la science et de la technologie, survenus accidentellement, amènent Glashow à se demander comment les choses auraient été si, par exemple, le produits chimiques que Becquerel a utilisé dans ses expériences n’aurait pas accidentellement contenu de l’uranium.
Dans ce cas, d’ailleurs, il y a eu deux autres coïncidences, l’une « triple sérendipité », dit : le ciel parisien s’est obscurci le jour de l’expérience, ce qui n’a pas permis à Becquerel de répéter l’essai qu’il avait prévu. Par conséquent, il a conservé son matériel dans un récipient sombre, où la radioactivité a imprimé de manière inattendue une plaque photographique. Ce fut le premier pas vers le développement nucléaire.
La liste des fortunes s’allonge dans le domaine de la chimie avec des histoires aussi curieuses que celle du phosphore (1669), découverte par Henning Brand alors qu’il tentait de « créer un élixir d’immortalité à partir d’urine ». Hydrogène, iode, argon… tous des éléments découverts lors d’expériences en laboratoire à d’autres fins.
Glashow relate également de multiples découvertes fortuites en matière d’encres, dont les résultats ont défini les couleurs dominantes des billets de banque »,la couleur de l’argent. Et d’autres plus dramatiques, comme le trinitrotoluène (l’explosif TNT) obtenu par Joseph Wilbrand (1863) alors qu’il tentait de produire un nouveau colorant.
Saccharines et médicaments
Certains succédanés du sucre relèvent de minuties comme le chimiste Constantine Fahlberg (1879) oubliant de se laver les mains en quittant son laboratoire. Il a constaté qu’un goût sucré restait sur ses doigts. Il avait créé la saccharine.
Ou que Michal Sueda (1937) a jeté les cendres d’une cigarette sur la préparation d’une expérience à la recherche d’un médicament contre la fièvre. Il a produit du cyclamate, moins connu en Espagne mais largement utilisé aux États-Unis et dans d’autres pays.
Selon l’estimation de Glashow, près de un quart des médicaments actuels il a aussi son origine dans un moment « fortuit ».
Glashow lui-même avoue être étonné que ce qui a commencé avec son travail de doctorat naissant ait abouti à la « création, confirmation et canonisation de la théorie électrofaible ».
Ce qui ferait le lien avec d’autres jalons de la physique théorique, des équations de Maxwell, qui décrivent les ondes électromagnétiques « que nous appelons lumière », à la théorie quantique, la prédiction de l’antimatière et les expériences qui confirmer l’existence prédite mathématiquement des quarks.
La bombe atomique
Cependant, pour en revenir à la fin de la conférence Glashow, qui est le début de cet article, la sérendipité ne fonctionne pas toujours. Dont le sage se félicite, rappelant l’histoire d’Enrico Fermi, lauréat du prix Nobel en 1938 pour ses études sur l’activation des neutrons et des éléments transuraniens, comme il est fréquemment cité, bien qu' »il ne les ait pas découverts ». 1940, à Los Alamos, dans le projet Manhattan », précise-t-il.
En 1934, souligne Glashow, Fermi avait déjà dans son intuition la libération d’énergie par la fission nucléaire et la réaction en chaîne. Ou ce qui revient presque au même, la possibilité de la bombe atomique.
En tant qu’Italien, vivant à Rome, si j’avais eu l’idée alors j’aurais mis l’arme ultime à portée de l’axe Allemagne-Italieà temps pour la Seconde Guerre mondiale.
Mais Fermi a suivi le chemin de ses recherches sur le phénomène de désintégration bêta de l’atome et l’interaction entre les électrons. Il a postulé l’existence des neutrinos, qui n’a été prouvée qu’après sa mort, dans sa théorie sur la force de interaction faible.
Après avoir reçu le prix Nobel, il a émigré avec sa famille à New York, fuyant les lois antisémites du fascisme italien. Sa femme était juive.
Aux États-Unis, il est invité en 1940 à rejoindre le projet Manhattan, qui cinq ans plus tard donne naissance à la bombe nucléaire et met fin à la guerre avec elle.
« En fait, la fission nucléaire a été découverte en 1938 par les chimistes Otto Hahn, Fritz Strassmann et Lise Meitner (à Berlin) », détaille Glashow. Meitner, qui était physicien, a été le premier à détecter que dans l’expérience de ses collègues, les atomes avaient été brisés.
« Mais cette découverte a été mise de côté, en partie parce que Meitner était une femme, en partie parce qu’elle était juive et en partie parce qu’elle a quitté l’Allemagne peu de temps après la découverte », a déclaré Glashow.
Hahn recevrait le Prix Nobel de chimie en 1944 par la fission de l’atome. Et bien que Strassmann soit cité comme collaborateur, « Meitner n’a pas partagé (les mentions). Pouvez-vous imaginer comment l’histoire aurait changé si cette juste reconnaissance s’était produite quelques années plus tôt…? » conclut Glashow, remerciant la sérendipité de ne pas l’avoir fait. avoir joué dans ces occasions l’un de ses atouts perturbateurs.
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