Les lectures scientifiques de Jacques autour de octobre 2019

Ce mois, je relève en particulier les deux sujets suivants.

On le dit partout, la vie se meurt et les espèces disparaissent, mais qu’en sait-on en fait ?
On est assez bien informé de la catastrophe globale qui frappe les grands mammifères. On a aussi quelques chiffres sérieux – quoique très partiels – sur les oiseaux.
Mais qu’en est-il des millions d’espèces de tous ordres qui forment l’arbre de la vie ? La donnée classique pour les insectes, c’est que le par-brise des autos n’est plus constamment souillé de moucherons écrasés. Nous avons besoin de mieux. C’est important.
Dans le rapport ci-joint, on parle d’un labo ce l’EPFZ qui veut que ça change (Nature du 26.10, p 478).
Plus convaincantes sont les deux études allemandes qui rapportent les comptages de larges populations d’insectes durant 27 et 10 ans respectivement. (31.10, p 641 et 671)
Mauvaise nouvelle: en 1/4 de siècle, la masse d’insectes a diminué de 3/4. Dans les régions agricoles, c’est 3/4 en 10 ans. Ça ne peut pas continuer !

Le deuxième fait est plus rigolo. Auqu’un d’entre nous ne croît à la pseudo vertu de la main invisible d’Adam Smith, sensée assurer la juste répartition des biens à tout le monde.
Ici, il est montré que la symétrie d’un contrat se casse naturellement par la statistique des grands nombres de telle sorte que, à terme, ceux qui ont le plus prennent « automatiquement » l’avantage sur ceux qui on le moins.
Laissez-vous convaincre par l’arithmétique de cette évolution. C’est facile! Par contre, la raison profonde de ce phénomène systémique n’a rien de trivial.

05.09.19. Nature 573, 5772 ; Voir aussi : Bulletin of the atomic scientist du 31 oct.

-16 – 17. GUERRE, ARMES NUCLÉAIRES, INDE-PAKISTAN.

Pourquoi la tension entre ces deux pays est-elle un vrai risque de guerre nucléaire et quelles en seraient les conséquences ?

L’attaque « all out » par l’un ou l’autre n’est pas probable. Par contre, quelques attentats terroristes de l’un chez l’autre, quelques incursions militaires, une riposte qui tourne mal et, paf, 3 bombes tactiques pour « sauver » les siens, etc. Le scénario étudié ici n’implique finalement que la moitié des armes nucléaires des deux pays. Résultat : plus de 100 millions de morts immédiats et, selon les scénarios climatiques, un probable hiver nucléaire mettant en danger l’alimentation mondiale pendant deux ou 3 ans.

Lorsqu’on parle de la crise du climat, on se demande s’il est utile d’inspirer la panique pour favoriser le nécessaire coming-out climatique de chacun. Le point de vue du Bulletin, souvent répété, c’est que le monde n’a pas conscience de ce que signifierait une guerre nucléaire. Le sachant, il s’engagerait davantage dans la lutte pour l’éviter.

Pulla, P. (2019). India-Pakistan nuclear escalation: where could it lead? Nature, 573(7772), 16-17. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31481773. doi:10.1038/d41586-019-02578-5

https://thebulletin.org/2019/10/how-an-india-pakistan-nuclear-war-could-start-and-have-global-consequences/

 

-40 – 41, 117 – 121. GERRYMANDERING, RÉSAUX SOCIAUX, BIAIS, PROPAGANDE, ÉLECTIOM

Gerrymandering dans les réseaux sociaux.

Lorsque Elbridge Gerry était gouverneur du Massachusetts en 1812, il réarrangea les circonscriptions électorales pour favoriser son parti démocratique républicain. Son nom est resté, combiné avec les méandres de la salamandre. Depuis, les USA s’y sont donnés à cœur joie, la court suprême ayant constaté en 1919 qu’elle n’avait pas les moyens d’intervenir sur cette question.

Avec l’apparition des réseaux sociaux sur la toile, le gerrymandering a trouvé un nouveau domaine d’action, toujours et encore pour influencer les élections. Le présent article montre comment il suffit de manipuler un nombre restreint de points du réseau pour y induire un biais général.

Bergstrom, C. T., & Bak-Coleman, J. B. (2019). Information gerrymandering in social networks skews collective decision-making. Nature, 573(7772), 40-41. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31485063. doi:10.1038/d41586-019-02562-z

Stewart, A. J., Mosleh, M., Diakonova, M., Arechar, A. A., Rand, D. G., & Plotkin, J. B. (2019). Information gerrymandering and undemocratic decisions. Nature, 573(7772), 117-121. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31485058. doi:10.1038/s41586-019-1507-6

 

-55 – 60. CLIMAT, URBANISATION, VILLE, CANICULE

Les îles de chaleur dans les villes

L’augmentation de la température en ville DT, (UHI, urban heat island) est d’abord due à la diminution de l’évaporation due au manque de végétation. L’albédo défavorable des surfaces foncées ne vient qu’en 2e position. Les villes des zones tempérées auraient les moyens de corriger cette situation. Les villes des régions tropicales, généralement situées dans des régions sèches, devront trouver des « solutions innovatives » comme conclut gracieusement l’article.

Manoli, G., Fatichi, S., Schlapfer, M., Yu, K., Crowther, T. W., Meili, N., . . . Bou-Zeid, E. (2019). Magnitude of urban heat islands largely explained by climate and population. Nature, 573(7772), 55-60. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31485056. doi:10.1038/s41586-019-1512-9

 

26.09.2019 Nature 573,7775

– 478 – 481, BIOLOGIE, ESPÈCES, QUANTITATION.

Tout compter. Un portrait de Thomas Crowther à l’ETHZ.

Grosse histoire autour de ce jeune chercheur de l’EPFZ qui veut planter 1,2 milliards d’arbres pour absorber 200 GT de carbone afin de sauver le climat et les espèces. Pour commencer, il veut compter toutes les espèces vivantes.  Bonne idée.

J’en parlais le 8 août en disant vouloir suivre cette question de plus près. Le problème, c’est le manque de données solides parce qu’elles impliquent des recherches longues et coûteuses.

Mais elles arrivent. Voir ci-dessous le 31.10.

Mais elles sont terriblement inquiétantes. Le vie se meurt !

Irwin, A. (2019). The ecologist who wants to map everything. Nature, 573(7775), 478-481. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31541225. doi:10.1038/d41586-019-02846-4

 

03.10.2019 Nature 574,7776

On note la ruée vers l’or des ordinateurs quantiques (on y reviendra le 24. 10) ainsi qu’un gros article (de Graaf et col.) concernant la circulation de l’eau souterraine mise en danger par le pompage de l’irrigation. Étude globale sur l’ensemble des régions particulièrement touchées ou menacées dans le monde.

de Graaf, I. E. M., Gleeson, T., Rens van Beek, L. P. H., Sutanudjaja, E. H., & Bierkens, M. F. P. (2019). Environmental flow limits to global groundwater pumping. Nature, 574(7776), 90-94. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31578485. doi:10.1038/s41586-019-1594-4

 

10.10.2019 Nature 574,7777

Peu d’inspiration

 

17.10.2019 Nature 574,7778

-338 – 40 ; 359 – 64. BIOLOGIE, MÉDECINE, LONGÉVITÉ.

Encore plus à savoir sur le réglage de la longévité. Ici, Zullo et col. mettent en évidence une surprenante relation entre le fonctionnement du système nerveux et la longévité – pas chez moi, mais chez le petit ver Caenorhabditis elegans, ce qui revient presque au même.

Tavernarakis, N. (2019). Moderation of neural excitation promotes longevity. Nature, 574(7778), 338-340. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31619782. doi:10.1038/d41586-019-02958-x

Zullo, J. M., Drake, D., Aron, L., O’Hern, P., Dhamne, S. C., Davidsohn, N., . . . Yankner, B. A. (2019). Regulation of lifespan by neural excitation and REST. Nature, 574(7778), 359-364. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31619788. doi:10.1038/s41586-019-1647-8

 

24.10.2019 Nature 574,7779

-453, 487 – 8, 505 – 10. ORDINATEUR QUANTIQUE, IT

Google annonce à grand fracas la « suprématie quantique par un processeur supraconducteur programmable de 53 Qbit »  (le 54e était cassé). Il calcule en trois minutes ce que le plus super des superordinateurs classiques aurait fait en 10’000 ans.

Ci-dessus, le 3 octobre, je signalais la ruée vers l’or des ordinateurs quantiques et, il est vrai que mon journal favori n’en manque pas une pour nous faire savoir que, quand ça marchera, rien ne sera plus comme avant, et pas seulement en ce qui concerne l’IT (information technology). Gilles, notre expert familial, est moins stressé.

Bon, on sait que le phénomène d’intrication quantique qui est à la base de chaque bit quantique est un processus indéterminé jusqu’au moment où on y met fin. On en a ainsi profité pour créer des systèmes de cryptographies inviolables basés sur la génération quantique de nombres aléatoires. C’est fait, ils sont commercialement disponibles. Notre ami François Rothen raconte cette histoire dans son récent livre Aléa.

Or, justement, la suprématie quantique prétendument réalisée par Google consiste à vérifier si des nombres sont effectivement aléatoires. Pour cela, ils s’annoncent meilleurs que les ordinateurs classiques. L’algorithme décrit me dépasse, mais je me demande si la comparaison honnête ne devrait pas être faite avec les systèmes actuels de cryptographie quantique plutôt qu’avec un ordinateur classique. La gloire de Google serait alors d’avoir passé d’un système de quelques Qbit à 53 pour faire à peu près la même chose.

Rothen, F. (2019). Aléa – Les métamorphoses du hasard: Quand l’imprévisible imprègne les lois de l’atome, du monde vivant et du cosmos. Lausanne: PUR.

A precarious milestone for quantum computing. (2019). Nature, 574(7779), 453-454. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31645738. doi:10.1038/d41586-019-03168-1

Gibney, E. (2019). Hello quantum world! Google publishes landmark quantum supremacy claim. Nature, 574(7779), 461-462. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31645740. doi:10.1038/d41586-019-03213-z

Arute, F., Arya, K., Babbush, R., Bacon, D., Bardin, J. C., Barends, R., . . . Martinis, J. M. (2019). Quantum supremacy using a programmable superconducting processor. Nature, 574(7779), 505-510. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31645734. doi:10.1038/s41586-019-1666-5

 

-S55, S76 RANKING, CLASSIFICATION, JEUNES UNIVERSITÉS

La classification des 50 meilleures jeunes universités.

Nature adore les classifications de tout et n’importe quoi. Dans ce no, ce sont les nouvelles universités, celles qui ont moins de 50 ans, qui sont évaluées. L’EPFL est la première citée et 3e au classement.

Houps ! Oui, l’EPFL est devenue fédérale en 1969 – il y a exactement 50 ans – mais en 1853 fut fondée l’Ecole spéciale de Lausanne, rattachée à l’Académie de Lausanne en 1869 et renommée École polytechnique de l’Université de Lausanne (EPUL) en 1890. Pour ce qui concerne son « ranking » dans la classification des jeunes universités, la fédéralisation de l’UNIL en 1969 arrange bien l’EPFL.

Conroy, G., Crew, B., Jia, H., & Zastrow, M. (2019). Nine universities under 50 in the fast lane. Nature, 574(7779), S54-S59. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31645749. doi:10.1038/d41586-019-03176-1

https://www.natureindex.com/supplements/nature-index-2019-young-universities/tables/overall

 

31.10.2019 Nature 574,7780

-607. HISTOIRE, BIG DATA, VENISE, TIME MACHINE

La Machine du temps de Venise est en panne.

Les archives d’État de Venise, ce sont 80km de rayonnages pour 1000 ans d’histoire racontée par le menu de tous les documents officiels comme aussi les notes quotidiennes des employés de l’État. Avec la ville de Venise et une université locale, l’EPFL s’est lancée, en 2014, dans le projet Venise Time machine dont le but est de digitaliser tous ces documents et de développer les programmes permettant à quiconque de les valoriser.

Tout est bloqué depuis le 19 septembre. Le nouveau directeur des archives de Venise n’est pas d’accord avec le protocole d’enregistrement des données. Il n’aurait pas été suffisamment défini lors de la mise en route du projet.

Probablement un bête problème d’égo mais il serait stupide d’en rester là. Trouvera-t-on le fin négociateur qui sortira le projet de la gonfle ?

Castelvecchi, D. (2019). Venice ‘time machine’ project suspended amid data row. Nature, 574(7780), 607. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31664204. doi:10.1038/d41586-019-03240-w

 

-641 – 42,671 – 4. QUANTITATION, ESPÈCES, ARTHROPODES.

Dix ans d’analyse du déclin des arthropodes dans les herbes et les forêts.

On manque de données quantitatives concernant la diminution des espèces vivantes. C’est pour les mammifères que l’on en sait le plus. Un article rapporté le 20 décembre de l’an passé (Abbott, A,  et al. 2018) montre que, entre 1970 et 2014, la diminution est de 30% (au nord) à 95% (régions néotropicales). On en sait encore beaucoup moins pour les insectes. Le no du 8 août rapportait les résultats de 27 ans de travail – en grande partie par des amateurs – concernant les insectes volants près du sol en Allemagne (Hallmann, C. A. et al. 2017).En moyenne, on note 3/4 de diminution. L’étude est critiquée, car elle est faite presque uniquement dans des zones partiellement protégées.

Le présent article porte sur 10 ans d’analyse en différenciant les forêts des zones herbeuses et, parmi celles-ci, les zones cultivées des zones protégées. Globalement, on note une diminution de 1/3 du nombre d’espèces aussi bien dans les terrains herbeux qu’en forêt. Le nombre d’individus diminue de près de 80% en zones herbeuses alors qu’en forêt la diminution est presque négligeable. En zone herbeuse, il est difficile de mettre en évidence la proximité de zone de culture intensive. Une petite zone protégée ne semble pas avoir grand effet protecteur. Les auteurs font très attention à ne pas conclure sur la raison du déclin, mais le commentaire de Cunnin est moins retenu. Les néonicotinoïdes sont pointés du doigt.

On manque de données, c’est vrai, et il faut d’urgence renforcer les études d’écologie sur le terrain – et pas seulement chez nous – mais, ayant perdu ¾ de la masse des insectes en 10 ans, on ne peut pas attendre la prochaine décade pour vérifier si, en 2030, il ne restera vraiment plus que 1/16e des insectes de 2010. On risque alors de ne plus être en forme.

Kunin, W. E. (2019). Robust evidence of declines in insect abundance and biodiversity. Nature, 574(7780), 641-642. doi:10.1038/d41586-019-03241-9

Seibold, S., Gossner, M. M., Simons, N. K., Blüthgen, N., Müller, J., Ambarlı, D., . . . Weisser, W. W. (2019). Arthropod decline in grasslands and forests is associated with landscape-level drivers. Nature, 574(7780), 671-674. doi:10.1038/s41586-019-1684-3

Abbott, A., Callaway, E., Castelvecchi, D., Else, H., Gibney, E., Ledford, H., . . . Witze, A. (2018). 2018 in news: The science events that shaped the year. Nature, 564(7736), 314-317. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/30560956. doi:10.1038/d41586-018-07685-3

Hallmann C. A., Sorg, M., Jongejans, E., Siepel, H., Hofland, N., Schwan, H., . . . de Kroon, H. (2017). More than 75 percent decline over 27 years in total flying insect biomass in protected areas. PloS ONE, 12(10), e0185809. Retrieved from https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/29045418. doi:10.1371/journal.pone.0185809

 

Scientific American, Novembre 2019,

64 – 69. ÉCONOMIE, GINI, NÉOLIBERALISME, FINANCE

Avec mon voisin, nous avons acheté en commun le 2e Piketty (2019). Une grosse affaire, 1200 pages pour présenter la marche de l’économie, mettant en évidence le glissement naturel de la richesse vers les plus riches, parfois parsemé de crises remettant le compteur à zéro. C’est la vie et l’œuvre du coefficient de Gini. (On se souvient que le coefficient de Gini exprime combien une société est inégalitaire. Dans la figure A ci-dessous, c’est le rapport entre la surface jaune à celle du triangle rectangle formé par les axes orange et la diagonale verte.)

Il nous faudra encore du temps pour digérer ce bouquin.

Mais passe alors le Scientific American de novembre et son article The inescapable casino qui présente, presque simplement, un modèle numérique rendant compte de l’origine économique du coefficient de Gini et  beaucoup de ce que développe Piketty dans son gros bouquin.

On part de ce petit jeu surprenant. (Faites bien le calcul avec moi.)

Je pratique deux opérations financières. Avec la première, je gagne 20% de ma mise de 100 fr. Avec la 2e, je perds 17%. Comme les opérations sont équiprobables, une opération me rapporte en moyenne :

100 – ½(100×1,2 + 100×0,83)] = 1,5 fr.  Une bonne affaire.

Calculons la même chose, mais d’une autre façon. Je joue dix fois, 5 fois je gagne et 5 fois je perds. En fin de jeu ma mise sera devenue :

100(1,25 + 0.835) = 98,02. Mauvaise affaire. j’ai perdu presque 2fr.

Alors, je gagne ou je perds ?

Si beaucoup de joueurs jouent longtemps, la réponse correcte est que presque tous perdent presque tout alors que de moins en moins gagnent de plus en plus. On part d’une situation équilibrée : le processus des échanges commerciaux induit une rupture de symétrie ; le facteur de Gini a un attracteur à sa valeur de 1. Ce n’est pas évident, mais c’est fondamental. En d’autres termes, cela veut dire que la fameuse main invisible d’Adam Smith qui prétend valider l’économie libérale est, en fait, fondamentalement tricheuse au profit des plus riches.

Les auteurs complexifient leur théorie en y introduisant quelques paramètres ajustables.

w est la portion de ma fortune que je mets dans ma mise.

X (chi) est un facteur de redistribution (du genre péréquation entre communes ou cantons) qui, après chaque transaction, ramène ma fortune un peu vers la moyenne.

z (zeta) exprime l’avantage d’être riche ; c’est un facteur qui multiplie le gain d’une transaction selon l’écart de ma fortune à la moyenne.

Munis de ces paramètres, les tenants de cette théorie – affine wealth model – disent modéliser les courbes de la distribution de la richesse dans les nations beaucoup mieux qu’avec n’importe quelle autre théorie beaucoup plus compliquée.

Piketty, T. (2019). Capital et idéologie. Paris: Éditions du Seuil.

Boghosian, B. M. (2019). The inescapable casino. Scientific American, 321(5), 63 – 69.

1 réflexion sur « Les lectures scientifiques de Jacques autour de octobre 2019 »

  1. Philippe Thalmann apporte le commentaire suivant concernant la théorie économique de l’article du Scientific american de novembre 2019, p.64 (en fin du rapport ci-dessus)

    Jacques a écrit:
    Je pratique deux opérations financières. Avec la première, je gagne 20% de ma mise de 100 fr. Avec la 2e, je perds 17%. Comme les opérations sont équiprobables, une opération me rapporte en moyenne :
    ½(100×1,2 + 100×0,83)] – 100 = 1,5 fr. Une bonne affaire.
    Calculons la même chose, mais d’une autre façon. Je joue dix fois, 5 fois je gagne et 5 fois je perds. En fin de jeu ma mise sera devenue :
    100(1,25 × 0.835) = 98,02. Mauvaise affaire, j’ai perdu presque 2fr.
    Alors, je gagne ou je perds ?

    En fait, ce sont deux stratégies de placement différentes. Elles utilisent différemment la possibilité de miser sur un placement qui peut rapporter 20% ou faire perdre 17% avec la même probabilité:
    La première stratégie consiste à répartir le capital entre placements. Je divise les 100 fr. en 10 paquets de 10 fr. En moyenne, la moitié vont gagner 20% et la moitié vont perdre 17%. J’ai donc 50×1,2 = 60 fr. plus 50×0,83 = 41.5 fr pour un total de 101,5 fr. D’où le gain de 1,5 fr.
    La deuxième stratégie consister à placer les 100 fr. dans le même placement, puis de replacer le résultat toujours dans le même placement pour un total de 10 fois. En moyenne, le gagnerai 5 fois +20% et je perdrai 5 fois 17%. Il faut bien voir que gagner 20% ne compense pas perdre 17%: 1,2×0,83 = 0,996. Au terme des 10 investissements successifs, j’aurai 100×(1,25 × 0.835) = 98,02. D’où la perte de presque 2fr.
    La première stratégie illustre l’avantage de la diversification: 100 œufs dans 10 paniers au lieu de les remettre toujours dans le même. Encore faut-il qu’il existe dix placements qui génèrent +20% ou -17% avec équiprobabilité et indépendamment les uns des autres…

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