Les sciences de l'après-guerre

« Les sciences de l'après-guerre Une plongée de "l'infiniment petit" à "l'infiniment grand". Pendant la seconde moitié du XXe siècle, percer les secrets des particules élémentaires de la biologie, de la physique et de la chimie a été l'un des buts principaux des scientifiques. Parmi les différents champs des sciences, la biologie a connu une véritable révolution.

Le résultat le plus surprenant est, sans conteste, la naissance de "Dolly", annoncée officiellement le 27 février 1997 dans un article de Ian Wilmut et de Keith C ampbell, du Roslin Institute (en Ecosse), publié par la revue Nature.

Le clonage d'un mammifère à partir d'une cellule somatique est devenu possible.

Dolly est la copie physique de sa "mère", la brebis Dorset.

Un dogme scientifique est tombé : les experts en embryologie expliquaient qu'une telle manipulation était impossible.

C e résultat doit encore être reproduit par d'autres centres de recherches pour prendre toute s a vigueur scientifique.

Il n'en reste pas moins vrai que cette expérience indique le parcours extraordinaire réalisé en biologie. Dans c e domaine, deux avancées sont à signaler.

En 1 9 4 4 , tout d'abord, l'A méricain Oswald A very ( 1 8 7 7 - 1 9 5 5 ) démontre que l'A D N (acide désoxyribonucléique), constituant des chromosomes, est le centre de stockage de l'information génétique.

P uis, en 1953, la structure en double hélice de l'A DN est identifiée par les Britanniques Francis C rick (1916), M aurice Wilkins (1916), l'A méricain James Watson (1928) et des spécialistes des cristaux. La biologie dispose alors de ses particules élémentaires, les bases A , T, C , G (ou nucléotides), très organisées selon deux brins complémentaires. A partir du modèle de Watson & C rick, les mécanismes intimes de la biologie ont été mieux compris.

L'A DN, situé dans le noyau de la cellule, est composé de nucléotides dont une succession finie et ordonnée constitue un gène.

C e gène, fragment d'A DN, codé en ARN (acide ribonucléique) transmet une information à la machinerie de la cellule pour produire une protéine.

Il s'agit d'un exemple de "l'expression d'un gène".

L'ADN, caractéristique de chaque espèce, est présent de "la souris à l'éléphant" écrira Jacques Monod (1910-1976).

C e chercheur français obtiendra avec deux collègues de l'Institut Pasteur, François Jacob (né en 1920) et André Lwoff (1902-1994), le Prix Nobel de médecine 1965 pour leurs travaux sur "le contrôle génétique d'un enzyme et la synthèse d'un virus". C es trois Français font partie d'une très longue liste de chercheurs qui ont démontré le rôle clé de l'ADN.

Un nombre impressionnant de prix Nobel de médecine et de chimie, depuis 1958, a couronné des travaux qui s'appuient sur les résultats de Watson & C rick.

Des médicaments d'un type original (Interféron, insuline humaine, hormone de croissance, etc.) ont pu ainsi être produits et de nouvelles thérapeutiques sont à l'étude. La connaissance de l'A D N a ouvert la voie à deux nouvelles disciplines scientifiques appelées, actuellement, le génie génétique (modification de l'expression des gènes chez les organismes inférieurs, supérieurs, dans le règne animal et végétal) et la biologie moléculaire (étude des mécanismes par lesquels l'expression des gènes est régulée).

Les biologistes estiment que l'A DN de l'homme est composé d'environ 3,5 milliards de paires de bases qui codent 100.000 gènes.

Quatre programmes de recherche (États-Unis, France, Grande-Bretagne, Japon) sont engagés pour décrypter l'A DN humain.

A utour de l'an 2002, ces travaux devraient aboutir.

Mais il faudra beaucoup de temps pour comprendre l'usage et le fonctionnement de chaque gène. Le décryptage s'est développé grâce, entre autres, à la technique de la C R (Polymerase C hain Reaction), élaborée en 1983, qui permet d'amplifier un millier de fois le morceau d'A DN à identifier.

Une autre avancée majeure pour décoder le génome humain réside dans l'usage d'ordinateurs de plus en plus puissants. La percée, assez récente, de l'informatique repose sur deux résultats obtenus presque à la même période.

En 1945, à la fin de la Seconde Guerre mondiale, John von Neumann (1903-1957), mathématicien américain d'origine hongroise, pose les bases de l'architecture logique de l'ordinateur pour "traiter" des informations.

Il s'inspire très largement de la machine universelle conçue, dès 1936, par le Britannique A lan Turing (1912-1954).

M ais à cette époque, les "portes logiques" sont réalisées avec des lampes électroniques très volumineuses.

Le deuxième pas décisif pour l'avènement des ordinateurs sera réalisé en 1948, quand le premier transistor à semi-conducteur est élaboré par l e s A méricains John Bardeen (1908-1991), Walter Brattain (1902-1987) et William Shockley (1910-1989).

Ce résultat technologique est l'aboutissement de travaux fondamentaux en physique des solides, en particulier ceux sur le comportement d'impuretés dans un cristal parfait. La compréhension des propriétés physiques des solides a permis, en 1960, à l'A méricain Theodore Maiman (né en 1927) d'élaborer le premier laser à rubis, première source de lumière cohérente et très pure (monochromatique).

Il s'est appuyé sur les théories de l'A méricain Charles Townes (né 1915), de deux Russes, Nicolaï Basov (né en 1922) et A leksandr P rokhorov (né en 1916), et du Français A lfred Kastler (1902-1984). Dès 1962, le premier laser à semi-conducteur a été élaboré.

Cette deuxième catégorie de lasers est utilisée pour la lecture de disques compacts ou de C DRO M.

Mais l'impact du laser est encore plus considérable : applications en médecine, mesures physiques ou chimiques, production d'hologrammes, diffusion d'informations dans des fibres optiques (télécommunications), etc.

Le laser et le transistor découlent du travail de nombreuses équipes.

Ce sont aussi les fruits des apports d'A lbert Einstein (1879-1955) et de nombreux chercheurs en mécanique quantique. De plus, le formidable travail théorique des A méricains Sheldon Glashow (né en 1932), Steven Weinberg (né en 1933) et du Pakistanais Abdus Salam (1926-1996) est, jusqu'à présent, couronné de succès.

En 1983, avec un accélérateur du laboratoire du C E R N (Conseil européen pour la recherche nucléaire), des particules prévues par la théorie, les mésons intermédiaires W et Z, ont été identifiées.

Les expériences de l'Italien C arlo Rubbia (né en 1934) et du Néerlandais Simon Van Der Meer (né en 1925) ont mis en évidence ces éléments mille fois plus petits que les neutrons et les protons qui constituent, pourtant, le cOeur des atomes.

La théorie, élaborée en 1967 par Weinberg, unifie l'interaction faible et la force électromagnétique.

C e travail est de l'envergure de celui de l'Écossais James C lerk Maxwell (1831-1879) qui a bâti les lois de l'électromagnétisme en unifiant la force électrique au champ magnétique...

en 1873. Quant à l'"infiniment grand", l'astrophysique a notamment développé la théorie du "big bang".

L'un de ces modèles a été partiellement confirmé.

Il prévoit un point de départ à l'univers.

En 1965, la signature du rayonnement résiduel de la galaxie a indiqué un bruit de fond, à 3 * K ( 2 7 0 * C ) .

E t de légères fluctuations d'intensité de ce rayonnement originel, autour de cette température, ont été mesurées par le satellite C obe, en 1991, en accord avec le modèle du "big bang". A ces petites pierres de la connaissance des sciences, il faut ajouter celles des mathématiciens qui s'acharnent à proposer des modèles pour décrire la nature (fractals, principe du chaos déterministe) et, bien d'autres résultats encore, en anthropologie, en archéologie, en géographie ou en géologie, avec la tectonique des plaques et la fameuse dérive des continents. Encore un exemple ? Le Belge Ilya Prigogine (né en 1917), avec son modèle des "structures dissipatives" en thermodynamique, a donné une nouvelle lecture de l'entropie (qui représente le désordre en physique).

Ce principe s'applique maintenant à la biologie, la mécanique, la physique atomique ou encore à l'astrophysique.

Après tout, l'entropie n'est-elle pas la représentation macroscopique du désordre qui, lui, doit s'observer d'un point de vue très détaillé, microscopique ?. »