Physique et biologie , livre ebook

Sous la direction de Bernard Jacrot, avec la participation de Eva Pebay-Peyroula, Régis Mache et Claude Debru
Physique et biologie
Une interdisciplinarité complexe
Copyright

EDP Sciences, 2006
ISBN papier : 9782868838926 ISBN numérique : 9782759801367
Composition numérique : 2022
http://publications.edpsciences.org/
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Grenoble Sciences
Grenoble Sciences poursuit un triple objectif :
• réaliser des ouvrages correspondant à un projet clairement défini, sans contrainte de mode ou de programme,
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• proposer des ouvrages à un prix accessible au public le plus large possible.
Chaque projet est sélectionné au niveau de Grenoble Sciences avec le concours de referees anonymes. Puis les auteurs travaillent pendant une année (en moyenne) avec les membres d’un comité de lecture interactif, dont les noms apparaissent au début de l’ouvrage. Celui-ci est ensuite publié chez l’éditeur le plus adapté.
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• Grenoble Sciences - Rencontres Scientifiques , collection présentant des thèmes de recherche d’actualité, traités par des scientifiques de premier plan issus de disciplines différentes.
Directeur scientifique de Grenoble Sciences
Jean BORNAREL, Professeur à l'Université Joseph Fourier, Grenoble 1
Grenoble Sciences bénéficie du soutien du Ministère de l'Éducation nationale, de l'Enseignement supérieur et de la Recherche et de la Région Rhône-Alpes . Grenoble Sciences est rattaché à l' Université Joseph Fourier de Grenoble .
Présentation

L’ouvrage Physique et Biologie - une interdisciplinarité complexe aborde le thème actuel des liens qui peuvent exister entre les deux disciplines et de leurs différentes approches de la Science. Ces réflexions trouvent leur terreau dans les expériences de la vie quotidienne dans un laboratoire. Une remise en situation historique permet d’introduire les concepts dans les deux disciplines. Les thèmes classiques du réductionnisme et de la complexité sont abordés mais l’originalité de l’ouvrage réside dans les échanges entre des scientifiques dont les expériences de la recherche sont différentes.
Physique et Biologie est destiné à tous les scientifiques, philosophes et historiens, qu’ils soient étudiants, chercheurs, universitaires ou simplement citoyens. Louvrage présente les deux disciplines dans leur contexte historique, puis les thèmes du réductionnisme, de la complexité, des méthodes expérimentales. Il aborde ensuite les théories évolutionnistes et conclut sur l’interdisciplinarité. Un appel à l’interaction sciences-société termine le livre.
 
Table des matières Présentation (JeanBornarel) Introduction (BernardJacrot) Un peu d histoire (BernardJacrot) Quelques rappels historiques sur les rapports entre physiciens et biologistes Éléments d histoire des sciences L évolution Les concepts en physique et en biologie (BernardJacrot) Les concepts philosophiques Popper et Kuhn L objet d étude La composante temps Les lois Du rôle des probabilités et du hasard en physique et en biologie Caractères de théories évolutionnistes (RégisMache) La théorie du milieu (ou de l influence du milieu sur le dynamisme vital) Les méthodes La théorie du milieu dans son contexte La théorie moderne de l évolution La théorie neutraliste de l évolution, falsification ? La théorie de l évolution, paradigme du vivant La théorie endosymbiotique Quelques réflexions sur les théories Théories évolutionnistes générales et société Conclusions Réductionnisme et complexité (BernardJacrot) Du réductionnisme Réductionnisme et complexité De la complexité en biologie Aspects du réductionnisme (ClaudeDebru) Les méthodes expérimentales (BernardJacrot) L interdisciplinarité existe-t-elle ? (EvaPebay-Peyroula) « Biological physics » ou « Biophysics » ? L expérience personnelle Interdisciplinarité et formation Réductionnisme et complexité Expériences et instrumentation Conclusion (BernardJacrot) Bibliographie (BernardJacrot)
Présentation

Jean Bornarel

B ernard J ACROT , physicien, s est consacré également à la biologie dans une période où cette démarche était loin d être à la mode. Premier directeur de l Institut Laue-Langevin, il vécut une expérience unique dont il nous fait bénéficier dans cet essai sur les rapports entre les deux disciplines : physique et biologie.
Il nous a semblé utile d enrichir son texte d autres apports : d une physicienne, d un biologiste, d un philosophe. Ainsi le lecteur peut prendre encore mieux conscience des différentes approches philosophiques. L objectif est avant tout d alimenter la réflexion de chacun.
Introduction

Bernard Jacrot

L a physique a été la science dominante pendant tout le XIX e  siècle et, plus encore, pendant la première moitié du XX e  siècle, comme l atteste la première place que lui attribue Auguste C OMTE dans sa classification des sciences. Les extraordinaires succès de la discipline, tant dans l élaboration de nouveaux concepts révolutionnaires que dans les modifications, bonnes ou mauvaises, de la vie quotidienne que ses progrès ont permises, justifiaient certainement ce rang.
Mais au cours de la seconde partie du XX e  siècle on a vu la biologie progressivement revendiquer cette première place. La distribution des crédits (en tous les cas aux États-Unis) tend déjà à favoriser la biologie. Les problèmes qui restent à résoudre en physique sont, apparemment, moins nombreux qu avant et la physique théorique a un caractère de plus en plus abstrait, ce qui rend les progrès de la discipline difficiles à expliquer à un large public (voir par exemple l essai de vulgarisation, dans le bon sens du terme, tenté par Stephen H AWKING , 2001, pour expliquer comment les physiciens voient l univers aujourd hui). Il résulte de ce dernier point un élargissement du fossé qui sépare la communauté des physiciens de l homme de la rue. Ce fossé s élargit d autant plus que des découvertes récentes en physique ne viennent que rarement bouleverser la vie quotidienne pour l améliorer. De plus, certaines applications de la physique, qui fréquemment reposent sur une physique élaborée il y a une cinquantaine d années, sont contestées par une partie importante de l opinion publique. L énergie nucléaire en est un exemple typique. Cependant, cette vie quotidienne est profondément affectée (pour le meilleur ou pour le pire) par des progrès récents de la biologie et de ses applications en médecine et en agriculture. Ceci entraîne d ailleurs, pour la biologie, une contestation analogue à celle dont est victime la physique.
Tout cela a eu comme conséquence que de plus en plus de physiciens s intéressent à la biologie. Tout récemment, une douzaine d entre eux se sont réunis [1] aux USA, à Snowmass, pour chercher comment les physiciens pourraient aider à résoudre les problèmes de la biologie et, en particulier, à trouver des méthodes pour faire usage de la masse considérable de données provenant des séquences de génomes entiers (voir une réflexion de Jonathan KNIGHT sur cette réunion, dans Nature du 19 septembre 2002). Il est important que cet intérêt soit réel et pas qu un effet de mode soutenu par l accent mis un peu partout de nos jours sur la pluridisciplinarité. C est pourquoi il m a paru utile d étudier de plus près les liens qui peuvent exister ou se créer entre les deux disciplines et d essayer d analyser les analogies et les différences existant entre elles. En d autres termes, un bon physicien peut-il devenir, automatiquement et sans de grands efforts, un bon biologiste et contribuer à résoudre des problèmes de biologie ? Suffit-il de faire cohabiter des biologistes et des physiciens pour que jaillissent des idées qui permettent une meilleure compréhension des phénomènes de la vie ?
Cet essai est l aboutissement de 50 ans de vie scientifique, dont une moitié a été consacrée à la physique et l autre à la biologie. Ce parcours m a conduit à réfléchir longuement aux rapports entre ces deux disciplines, et la vie quotidienne au laboratoire m a fait prendre conscience des difficultés que rencontre un physicien quand il essaie de devenir biologiste, difficultés résultant de différences profondes dans le mode de pensée et la méthodologie de ces deux disciplines. La pluridisciplinarité étant un thème à la mode et les financements des recherches privilégiant souvent les collaborations entre chercheurs de champs disciplinaires différents, j ai tout naturellement eu à participer à des rencontres entre physiciens et biologistes, et même parfois à les organiser. Les difficultés du dialogue au cours de ces réunions sont bien connues. Cependant il est en général facile de convaincre les chercheurs des deux disciplines d y participer, ce qui montre bien que ce dialogue est souhaité par tous.
Ces difficultés apparaissant entre biologistes et physiciens peuvent, a priori, sembler paradoxales en raison d une certaine unicité de la science. D ailleurs, depuis A RISTOTE et jusqu au XVII e  siècle, les scientifiques s intéressaient à tous les domaines, de la physique aux sciences naturelles. Avec l accumulation des connaissances, ce ne fut plus possible et les scientifiques durent se spécialiser dans un domaine (physique, chimie ou biologie). La mé