Radjaïdjah Blog

Anaximandre, Leibnitz... de tous temps s'est posée la question de la pluralité des mondes. Et si des gens un peu New Age comme Shimon Bar-Yohaï parlent de mondes spirituels ayant précédé le monde matériel, ce qui préoccupe les astronomes contemporains est surtout l'existence d'autres formes d'intelligence aujourd'hui.

"Que ce soit clair dès le début, je ne répondrai pas à cette question ce soir". Ainsi commença la conférence de Michel Mayor s'étant tenue le mois dernier, intitulée Sommes-nous seuls dans l'univers ?

Alors que nous vivons au sein de la voie lactée, galaxie spirale de 200 milliards d'étoiles, le télescope Hubble continue de photographier des univers lointains, tels que des nuages moléculaires géants servant de lieux de formation stellaire et planétaire, comme la nébuleuse d'Orion. Ce téléscope cherche encore aujourd'hui des étoiles comparables au soleil (par une méthode dite "du transit").

Ich sage euch: man muss noch Chaos in sich haben, um einen tanzenden Stern gebären zu können. Ich sage euch: ihr habt noch Chaos in euch."

- Friedrich Nietzsche

Pour les astronomes, le soleil est un réacteur nucléaire, et la Terre un beau caillou à peine mouillé. Quant aux humains :

It is worth contemplating that the atoms in our body were not forged in the furnace of the Big Bang, but were created within collapsing stars. The temperatures and pressures within dying stars triggered the nuclear reactions that cooked the simple hydrogen and helium into more complex atoms. In the final explosion, as the nuclear fusion reached its climax, these atoms were thrown across the universe and eventually became the iron in our blood and the calcium in our bones. In other words, we are literally stardust. Or, for the less romantically inclined, we are merely nuclear waste.

- Simon Singh

Avant d'invoquer des déités pour compenser ce que Neil de Grasse Tyson appelle ignorance, les scientifiques continuent à chercher.

C'est beau, les miracles. Mais ils sont rares de nos jours. Heureusement, un article de JSS News daté d'il y a environ deux ans, intitulé Un scientifique prouve que dans la Torah, tout est lié vient présenter une connexion inédite entre la Torah, écrite il y a au moins deux mille ans, et le spectre de la lumière visible (c'est-à-dire la correspondance entre couleur d'une lumière et la fréquence des ondes qui la propagent), découvert il y a seulement quelques siècles. Extrait :

Tout est parti d’une simple question. “Depuis des années, elle titillait ma curiosité : régulièrement, je me demandais si la valeur numérique des noms de couleurs apparaissant dans la Bible pouvait avoir un rapport quelconque avec leur fréquence d’onde”, raconte Haïm Shore, professeur à l’université Ben Gourion du Néguev. “Question extravagante en vérité. Pourquoi en serait-il ainsi ? En fin de compte, pour m’amuser, j’ai vérifié. Et les bras m’en sont tombés ! Il pouvait s’agir d’une sacrée coïncidence, mais toujours est-il qu’il existait bel et bien un lien linéaire : le nom hébraïque des couleurs reflète leur fréquence d’onde !”

La méthodologie employée était simple : Shore a pris les noms des cinq couleurs mentionnées dans la Bible, le rouge (“adom”), le jaune (“tzahov”), le vert (“yerakone”), le bleu (“tchélète”) et le violet ou magenta (“argamane”) et il a calculé leur valeur numérique en additionnant pour chacun la valeur de ses lettres : aleph correspondant à un, beth à deux, etc. Puis il a réuni le tout dans un graphique : la fréquence d’onde de chaque couleur, établie scientifiquement, sur l’axe vertical, la valeur numérique du nom de ces couleurs sur l’axe horizontal.

“Je n’en ai pas cru mes yeux”, se remémore le scientifique. “Les cinq points du graphe formaient une ligne droite ! Autrement dit, les noms des couleurs correspondaient à leurs fréquences d’ondes respectives ! Et je n’avais manipulé aucun chiffre ! En voyant cela, j’étais comme un lion en cage, je faisais les cent pas dans mon bureau, je ne parvenais pas à y croire.

Et nous, allons-nous parvenir à y croire ?

Is a book relating the history of quantum key distribution needed? For sure.

As quantum key distribution (QKD) becomes more and more used to encrypt data on networks, there is an emerging need for a popular account of its history. QKD is, after all, the first real-world application taking advantage of the quantum properties of particles at the individual level. Hence, such a book is craving to be authored. The outline could be along the lines of^[1]:

1. Motivational introduction - How real-world quantum key distribution was used in referendums in Geneva or during the 2010 soccer world cup in South Africa.
2. Brief history of classical cryptography - as described in Simon Singh's Code Book and in Bruce Schneier's Applied Cryptography.
   1. The first steps of cryptography - Caesar, Vigenère, steganography, etc
   2. Cryptography goes professional - 20th Century: encryption systems become weapons (WWII with Enigma, DES and PGP later)
   3. A short review of modern mathematical cryptography
      • Private key cryptography: one-time pad, Blowfish, AES, ...
      • Public key cryptography: Diffie-Hellmann, El-Gamal, RSA
3. The advent of physical cryptography
   1. An anecdotal side effect of QM formalism - Wiesner70, BB84, Ekert91
   2. The cornerstone of QKD - the no-cloning theorem
   3. Overview of a QKD scheme e.g. BB84; from the photon source to the sifted key
   4. Ideas underlying security proofs - what is the QBER, why it is important
   5. What isn't QKD
      • QKD isn't a method for encryption, but for key distribution, to be combined with symmetric encryption
      • QKD's security isn't unconditional (problem of authentication, QKA)
   6. History of QKD achievements - in terms of speed, distances...
4. From laboratories to commercial systems
   1. Who is interested in QKD
   2. Arguments in favour of QKD
      • time-vulnerability of asymmetric encryption
      • detection of eavesdroppers
   3. History of pioneer start-ups - idQ, MagiQ, Smartquantum, ...
5. Attacks against QKD: quantum hacking
   1. Simple attacks, simple remedies
   2. Security holes due to implementation
   3. Attacks on commercial systems as a proof of maturity
   4. Competition between defenders and attackers
6. Connections
   1. Bit commitment
   2. Quantum private queries
   3. Positional authentication
   4. Teleportation
7. Perspectives
   1. The problem of the unknown dimension of Alice and Bob's Hilbert space
   2. Device-independent QKD - connection with nonlocality and violation of Bell inequalities
   3. Post-modern security of QKD
8. Technical appendixes
   1. Formalism of BB84
   2. RNG, QRNG, DIQRNG

In the end, the remaining question is: who will write it?

Dans les soirées un peu New Age, on tombe toujours sur quelqu'un qui l'affirme : chacun de nous n'utilise que 10% de son cerveau, qui a donc un potentiel bien supérieur à ce qu'on imagine. Si la seconde partie est probablement vraie, la première est démentie par la science.

Les fMRI (functional Magnetic Resonance Imaging, i.e. Imagerie par Résistance Magnétique fonctionnelle) et PET (Positron Emission Tomography, i.e. Tomographie par Émission de Positrons) mettent en évidence que quasi-toutes les zones du cerveau (qui n'auraient pas été endommagées suite à un accident) sont actives dans toutes les conditions (sommeil, éveil...). Donc, nous utilisons en permanence presque 100% de notre cerveau.

Alors que dire à quelqu'un qui affirme que nous n'utilisons que 10% de notre cerveau ?

1. Alors quels sont les 90% inutilisés ?
2. Si tu acceptes une ablation des 90% que tu n'utilises pas, je te donne 1000 €.

L'origine de ce mythe est peu claire. Il fut un temps où des soi-disant personnes aux capacités extra-sensorielles affirmaient qu'elles, contrairement à nous pauvres humains ordinaires réduits à 10%, pouvaient utiliser 100% de leur capacité cérébrale, ce qui leur permettait de justifier leurs pouvoirs extraordinaires. D'autres personnes se basaient sur cet argument pour vendre une alléchante méthode permettant de passer de 10% à 100%...

Source : B.L. Beyerstein, Whence Cometh the Myth that We Only Use 10% of Our Brains? in Mind Myths. Exploring Popular Assumptions about the Mind and Brain edited by S. Della Sala, Chichester: John Wiley and Sons, pages 3-24, 1999.

Cela étant dit, on peut aussi voir cela d'une autre perspective. Si ce genre d'assertions, indépendamment de leur véracité, encourage à utiliser davantage son cerveau pour se rapprocher de son potentiel, de même que les concepts de Père Noël ou de paradis encouragent à être attentionné, alors il devient évident que nous n'utilisons effectivement que 10% de notre cerveau.

We are making use of only a small part of our possible mental and physical resources.

William James, The Energies of Men (1908)

Les scientifiques aiment bien faire des expériences, non seulement parce qu'elles leur permettent de tester leurs théories, mais aussi parce que c'est souvent très amusant. Alors que certaines démonstrations ou certains tests font appel à des appareillages extrêmement sophistiqués, il existe une catégorie d'expériences ne nécessitant aucun matériel : les expériences de pensée, ou Gedankenexperimente pour les intimes.

Un exemple d'expérience de pensée (qu'on qualifierait d'heuristique dans la classification de Popper) qui marche bien avec des élèves est la suivante. Le contexte est la question : on lance un objet de 1 kilo et un objet de 2 kilos du haut de la Tour Eiffel, lequel va arriver en premier au sol ? Pour illustrer que ce n'est pas nécessairement celui de 2 kilos (ce que répondent souvent les élèves), on imagine la situation illustrée ci-dessous : 3 boules de pétanque identiques pesant un kilo sont jetées de la tour Eiffel, elles arrivent en même temps au sol. Alors on rapproche progressivement les deux dernières jusqu'à ce qu'elles forment pour ainsi dire un unique objet de deux kilos. Et donc il est assez direct d'imaginer que les deux objets (1kg et 2kg) atterrissent en même temps, contrairement à l'intuition initiale. En mécanique quantique il existe de célèbres Gedankenexperimente comme le chat de Schrödinger ou le paradoxe EPR.

Les philosophes ont aussi leurs expériences de pensée (d'aucuns diront qu'ils n'ont que ça, mais nous allons laisser ce genre de calomnies à leurs détracteurs), et certaines interrogations issues de la philosophie de l'éthique s'avèrent précieuses lors des soirées de l'ambassadeur.

Ainsi le problème du chariot, introduit par les philosophes Philippa Foot et Judith Jarvis Thomson, est le suivant.

• Un chariot lancé à pleine course va écraser cinq personnes ligotées sur les rails par un fou. Mais vous pouvez les sauver en aiguillant le chariot sur une autre voie grâce à un interrupteur. Mais il y a une personne ligotée sur l'autre voie. Allez-vous basculer l'interrupteur ?

Selon la philosophie utilitariste (chercher le bonheur du plus grand nombre), il est permis, et même moral, de basculer l'interrupteur. Mais pour ses opposants, ici le fait d'agir nous implique dans la situation et nous rend responsable de la mort de la personne, tandis que l'inaction nous exonère et laisse le fou comme seul responsable. De plus, la vie d'une personne étant incommensurable, la comparaison entre une et cinq potentiels morts n'est pas viable.

Le problème suivant, dit "de l'obèse", s'adresse surtout à celles et ceux qui choisissent de basculer l'interrupteur :

• Un chariot lancé à pleine course va écraser cinq personnes ligotées sur les rails par un fou. Vous assistez à la scène du haut d'un pont, impuissant. Mais une personne obèse est également présente sur le pont, et vous vous rendez compte qu'il serait facile de pousser la personne obèse du haut du pont afin qu'elle tombe sur la voie, bloquant le chariot dans sa course, sauvant les cinq personnes. Allez-vous pousser la personne obèse ?

La majorité des gens choisit de basculer l'interrupteur et de ne pas pousser l'obèse, ce qui est paradoxal pour les philosophes : pourquoi serait-il moralement acceptable de sauver cinq personnes en en tuant une dans le cas du chariot mais pas dans le cas de l'obèse ?

Il existe une version interactive de ces expériences sur le site fort justement intitulé Philosophy Experiments (réponses personnelles : NNNN YNYY). Il y a d'autres expériences intéressantes sur le site, notamment une conversation avec Dieu, un débat sur l'avortement, et des scénarios de situations critiques.

Les plus courageux pourront aussi lire cette parodie.

Une version bien plus simple du problème du chariot est celle-ci :

• Un chariot lancé à pleine course va écraser une personne ligotée sur les rails par un fou. Mais vous pouvez la sauver en aiguillant le chariot sur une autre voie grâce à un interrupteur. L'autre voie est libre. Allez-vous basculer l'interrupteur ?

En France, la non-assistance à personne en danger est punie par la loi selon l'article art. 223-6 du code pénal :

Quiconque pouvant empêcher par son action immédiate, sans risque pour lui ou pour les tiers, soit un crime, soit un délit contre l'intégrité corporelle de la personne s'abstient volontairement de le faire est puni de cinq ans d'emprisonnement et de 75 000 euros d'amende. Sera puni des mêmes peines quiconque s'abstient volontairement de porter à une personne en péril l'assistance que, sans risque pour lui ou pour les tiers, il pouvait lui prêter soit par son action personnelle, soit en provoquant un secours.

Aux États-Unis un tel délit n'existe pas, la notion de fraternité imposée étant moins présente dans les lois.

Finalement on quitte les chariots pour la Chine, où se déroule une parti de ce scénario, attribué à Jean-Jacques Rousseau.

• Un obscur mandarin habite Pékin. Vous disposez d'un petit bouton qui vous permet de le tuer à distance sans que personne ne puisse jamais rien savoir. S'il meurt, vous héritez de son immense fortune, en toute impunité. Allez-vous appuyer sur le bouton ?

En accompagnement, cet aphorisme, sur lequel on aura l'occasion de revenir.

Chacun, à toute minute, tue le mandarin ; et la société est une merveilleuse machine qui permet aux bonnes gens d'être cruels sans le savoir.

Alain, Propos sur le bonheur (1910)