Programme 2019 : un des colloques


LE HASARD, LE CALCUL ET LA VIE


DU MERCREDI 28 AOÛT (19 H) AU MERCREDI 4 SEPTEMBRE (14 H) 2019

[ colloque de 7 jours ]



DIRECTION :

Thierry GAUDIN, Dominique LACROIX, Marie-Christine MAUREL, Jean-Charles POMEROL


ARGUMENT :

À la suite du colloque de 2016 "Sciences de la vie, sciences de l'information"(1), il est apparu que le "concept" de hasard jouait un grand rôle dans les interrogations de plusieurs orateurs aux spécialités diverses : biologistes, informaticiens, mathématiciens, philosophes. "Concept" entre guillemets car il s'agit d'une notion mal définie, polysémique et cependant omniprésente, depuis l'échelle moléculaire jusqu'à celle des écosystèmes et des systèmes économiques et sociaux. Ce hasard qui, comme on a pu le dire, est "la signature de Dieu quand il ne veut pas se dévoiler", fascine.

C'est pourquoi, il semble important d'organiser un nouvelle rencontre pour essayer de comprendre ou au moins préciser ce qui se cache derrière cet insaisissable hasard, et cela à partir de différents points de vue : ceux de la biologie et de l'évolution, ceux des mathématiques et de l'informatique, ceux de la physique, de la sociologie et de la philosophie. Autour d'éminents spécialistes de ces diverses disciplines qui nous feront partager leurs visions du hasard, ce colloque se propose de réunir un public varié qui pourra confronter les réponses des chercheurs à des questions fondamentales liées aux origines et à l'évolution de la vie, à l'évolution des écosystèmes et des sociétés humaines. Sans prétendre abolir le hasard d'un coup de dés, on espère que la confrontation des hypothèses et l'ouverture des débats, y compris aux auditeurs curieux, permettront d'en saisir maintes nuances ainsi que leurs conséquences scientifiques et philosophiques.

(1) Sciences de la vie, sciences de l'information, colloque de Cerisy, dirigé par Thierry Gaudin, Dominique Lacroix, Marie-Christine Maurel et Jean-Charles Pomerol (Eds), ISTE-Éditions, London, juillet 2017.


CALENDRIER PROVISOIRE :

Mercredi 28 août
Après-midi
ACCUEIL DES PARTICIPANTS

Soirée
Présentation du Centre, du colloque et des participants


Jeudi 29 août
Matin
Heinz WISMANN : Introduction du colloque

QU'EST-CE QUE LE HASARD EN MATHÉMATIQUES ?
Gregory MIERMONT : Les trois hasards - probabiliste, déterministe et quantique [conférence]
Martin HAIRER : Pile ou face ? Des atomes aux feux de forêt [conférence]

Après-midi
Jean-Paul DELAHAYE : Calcul, hasard, évolution et éthique [communication]
Stéphane DOUADY : Du chaos de l'onde-particule à la stabilité du vivant [communication]

Soirée
Étienne GHYS : Le chaos : une aventure mathématique [projection vidéo présentée par Gregory MIERMONT]


Vendredi 30 août
Matin
PLACE DU HASARD EN BIOLOGIE
Bernard DUJON : Quand l'acquis devient héritable : la leçon des génomes [conférence]
Michel MORANGE : Le hasard et la nécessité aujourd'hui [conférence]

Après-midi
LE HASARD ET LA VIE
Jonathan WEITZMAN : Exploration of the epigenetic landscape [communication]
Mathias PESSIGLIONE : Le hasard dans la décision : quand les neurones tirent à pile ou face [communication]
Philippe GRANDCOLAS : Les trajectoires évolutives des organismes ne sont pas stochastiques [communication]

Soirée
LE DIVIN HASARD
Bertrand VERGELY : Le hasard, la nécessité et la grâce, avec Jean-Baptiste de FOUCAULD


Samedi 31 août
Matin
HASARD ET SOCIÉTÉ
Hervé LE TREUT : Changement climatique : comment évaluer les risques et responsabilités face à une situation imparfaitement prévisible [conférence]
Ivar EKELAND : Hasard et équité [conférence]

Après-midi
DÉTENTE


Dimanche 1er septembre
Matin
GÉNOME ET ÉVOLUTION
Giuseppe LONGO : La spécificité du hasard et du temps dans les sciences de la vie [conférence]
Alessandra CARBONE : Effets phénotypiques des mutations, évolution des séquences et calcul [conférence]

Après-midi
HASARD ET LA VIE
Antonio LAZCANO : Chance, determinism and the emergence of life [conférence]

Soirée
HASARD ET POÉSIE
Georges AMAR : Le sens de la vie (Pour une critique poétique de l'omni-science)


Lundi 2 septembre
Matin
QUAND L'ACQUIS DEVIENT HÉRÉDITAIRE
Bernard DE MASSY : Évoluer pour survivre [conférence]
Geneviève ALMOUZNI : Épigénétique et génétique : quelle mémoire pour les cellules ? [conférence]

Après-midi
HASARD ET ÉVOLUTION
Amaury LAMBERT : Comment l'évolution garde mémoire du hasard [communication]
Silvia DE MONTE : Écologie et évolution de la fonction collective [communication]
Guillaume ACHAZ : Le hasard explique-t-il "correctement" la biodiversité ? [communication]

Soirée
HASARD QUANTIQUE
François VANNUCCI : Les contraintes du hasard [avec vidéo]


Mardi 3 septembre
Matin
HASARD ET CHAOS
Gilles DOWEK : Un chaos discret [conférence]
Gilles PAGÈS : De quoi le hasard est-il le nom ? [conférence]

Après-midi
Clarisse HERRENSCHMIDT : Exploration lexicologique du hasard [communication]
Marco SAITTA : Machine-learning approaches to prebiotic chemical space exploration [communication]
Kavé SALAMATIAN : L'addiction à l'aléatoire, maladie épistèmique du XXIe siècle [communication]

Soirée
HASARD EN PHYSIQUE
Michel CASSÉ : Transgression quantique de l'impossibilité d'existence


Mercredi 4 septembre
Matin
Conclusions

Après-midi
DÉPARTS


RÉSUMÉS & BIO-BIBLIOGRAPHIES :

Guillaume ACHAZ : Le hasard explique-t-il "correctement" la biodiversité ?
Depuis la formalisation des sciences de l'écologie et de l'évolution du début du XXe siècle, ont été discutés à maintes reprises les rôles relatifs des processus stochastiques et déterministes comme causes de la biodiversité, mesurée tant entre les espèces qu'au sein des espèces. En évolution, le hasard a d'abord occupé une place timide (1930-1970), puis est devenu la cause majeure expliquant la diversité (1970). En écologie, son rôle est a contrario resté mineur, malgré plusieurs tentatives d'introduction. Quels sont les observations permettant d'alimenter le débat ? La question du rôle relatif de ces deux processus est-elle bien posée ? Tous les organismes sont-ils soumis au même régime ? Nous explorerons plusieurs pistes de réflexion autour de ces questions.

Geneviève ALMOUZNI : Épigénétique et génétique : quelle mémoire pour les cellules ?
Le génome — ou ADN — de chaque organisme contient un grand nombre d'informations dites génétiques contenues dans la succession des constituants de cet ADN. Il y a quatre constituants : A, T, G et C. L’enchaînement de ces constituants peut être décodé par les méthodes de séquençage de l'ADN. Dans l'organisme, les différentes cellules, qu'elles soient cellules de peau, cardiaques ou nerveuses, utilisent différemment cet ADN et l'information qu'il contient. Comprendre ces mécanismes de choix a révélé un nouveau niveau d'information appelé épigénétique. Les informations épigénétiques peuvent être comparées au formatage d'un texte: les passages en gras ou italique peuvent changer la lecture de l'information. Une fois engagée, formatée, une cellule dans un lignage donné reproduit à l'identique cette identité. Ainsi la transmission de l'information génétique et épigénétique dans la cellule eucaryote sont à considérer ensemble.

Geneviève Almouzni, directeur de recherche au CNRS s'intéresse à la transmission de l'information génétique et épigénétique dans la cellule eucaryote. Ses travaux ont révélé les mécanismes d'assemblage de la chromatine, leur fidélité et leur régulation avec leurs impacts sur le cancer. Après la direction de l'unité Dynamique Nucléaire et Plasticité du Génome à l'Institut Curie, elle a été directeur délégué à l'enseignement puis directeur du Centre de Recherche. Membre de l'Académie des sciences, et membre de plusieurs académies étrangères, elle s'est engagée dans des collaborations internationales dont le réseau européen EpiGeneSys. Elle préside actuellement l'alliance EU-Life et co-coordonne l'initiative Européenne LifeTime.
Bibliographie
"Waddington's epigenetics or the pictorial meetings of development and genetics", Nicoglou A, Hist Philos Life Sci, 2018 Sep 27; 40(4):61, doi: 10.1007/s40656-018-0228-8.

Jean-Paul DELAHAYE : Calcul, hasard, évolution et éthique
La complexité de Kolmogorov et la profondeur logique de Bennett sont des concepts mathématiques qui aident à comprendre les ordinateurs, à parler de leur puissance, et surtout à donner un sens précis au mot "complexité" quand on l'applique à des objets numériques finis et plus généralement quand on l'applique aux objets du monde qu'ils soient inertes ou vivants. Ces concepts suggèrent une analyse de ce qu'est l'évolution de l'univers en termes non matériels et non énergétiques. Ils conduisent aussi à une définition du hasard. Les chercheurs qui ont contribué à cette vision informationnelle et computationnelle de l'univers construisent petit à petit une interprétation nouvelle de l'évolution cosmique comme un progrès du calcul. Certains en ont même déduit des considérations éthiques. Parmi les plus importants de ces chercheurs mentionnons Andrei Kolmogorov, Leonid Levin, Gregory Chaitin, Charles Bennett, John Mayfield, Luciano Floridi, Seith Lloyd et plus récemment Hector Zenil, Cédric Gaucherel et Clément Vidal. Notre but sera d'introduire à ce domaine original et novateur souvent mal compris.

Bibliographie
John Mayfield, The Engine of Complexity : Evolution as Computation, New York, Columbia University Press, 2013.
Hector Zenil, Irreducibility and computational equivalence, Springer, 2015.
Jean-Paul Delahaye & Clément Vidal, "Universal Ethics : Organized Complexity as an Intrinsic Value", in Evolution, Development and Complexity : Multiscale Evolutionary Models of Complex Adaptive Systems, Edited by Georgi Yordanov Georgiev, Claudio Flores Martinez, Michael E. Price & John M. Smart, Springer, 2018.

Bernard DUJON : Quand l'acquis devient héritable : la leçon des génomes
Envisagée un temps comme force de l'évolution biologique avant d'être clairement réfutée par la Génétique, l'hérédité de l'acquis réapparait aujourd'hui dans les génomes. Mais alors que l'hypothèse initiale subordonnait les gènes à leurs fonctions, ce qu'excluent les faits, son avatar en fait les maitres d'œuvre du processus. À l'aide d'exemples de résultats récents, j'essaierai de montrer comment l'universalité de l'ADN permet l'acquisition horizontale de gènes étrangers dans les génomes et quelles peuvent être les conséquences de ce processus aléatoire dans l'émergence de nouvelles lignées d'organismes.

Bibliographie
Landman (1991), "The inheritance of acquired characteristics", Ann. Rev. Genet, n°25, 1-20.
Chen, Yan et Duan (2015), "Epigenetic inheritance of acquired traits through sperm RNAs and sperm RNA modifications", Nature Reviews. Genetics, n°17, 733-743.
Soucy, Huang et Gogarten (2015), "Horizontal gene transfer : building the web of life", Nature Reviews. Genetics, n°16, 472-482.

Ivar EKELAND : Hasard et équité
Toute décision humaine est ouverte au soupçon. Le panneau des "juges intègres" a disparu du retable de l'Agneau Mystique, marquant ainsi que ce sont des personnages plus improbables encore que les saints et les martyrs. Le tirage au sort, lui, est insoupçonnable. La démocratie athénienne et la république de Venise l'utilisent pour pourvoir certaines charges publiques. Aujourd'hui encore les jurys sont tirés au sort : imagine-t-on qu'ils soient nommés ? C'est donc comme outil d'équité que le tirage au sort fait son entrée dans la société humaine, le pile ou face étant la balance juste. Il fallait un grand génie des mathématiques, comme l'était Pascal, pour déduire de cette idée simple les premiers calculs des probabilités. Si la théorie mathématique des probabilités s'est aujourd'hui bien éloignée de ses origines, on les retrouve dans certains aspects particuliers, ayant trait au comportement humain justement : théorie des jeux (l'angoisse du gardien de but au moment du penalty), les probabilités subjectives et la théorie de l'arbitrage en finance. Je retracerai ces développements et plaiderai pour la réintroduction du tirage au sort dans les assemblées délibératives.

Publications
I. Ekeland et E. Lecroart, Le hasard, une approche mathématique, Éditions du Lombard (Bande Dessinée), 2016.
I. Ekeland, Le chaos, Éditions du Pommier, 2006.
I. Ekeland, Au hasard, Éditions du Seuil, 1991.
I. Ekeland, Le calcul, l'imprévu, Éditions du Seuil, 1984.

Philippe GRANDCOLAS : Les trajectoires évolutives des organismes ne sont pas stochastiques
Analyser le rôle du hasard et des processus stochastiques dans le Vivant est un très vaste sujet. Il faut poser la question plus précisément pour pouvoir y répondre. Ma réflexion ne concerne pas les aspects moléculaires biologiques qui relèvent de la biologie des systèmes ou de la génétique moléculaire mais l'analyse des trajectoires évolutives des organismes. Ces trajectoires se dessinent d'individus ancêtres à individus descendants et peuvent être reconstruites par les méthodes phylogénétiques qui les interpréteront en termes de cousinages entre organismes. Leur nature implique que des états antérieurs — qu'ils soient anatomiques, morphologiques, comportementaux, moléculaires, etc. — déterminent au moins partiellement des états postérieurs. Si l'on pouvait rejouer de nombreuses fois le film de l'évolution, on obtiendrait vraisemblablement une certaine gamme de possibles mais pas toutes les possibilités imaginables. Cette situation est métaphorisée par des concepts expliquant l'évolution en termes de bricolage ou d'exaptation. Il est intéressant de comparer des interprétations empiriques de ces trajectoires avec des expériences d’évolution menées sur des organismes à temps courts pour comprendre la part déterministe de l'évolution des organismes.

Écologue et systématicien de formation, Philippe Grandcolas est Directeur de recherche au CNRS et Directeur de l'Institut de Systématique, Évolution, Biodiversité, une unité mixte de recherche du Muséum national d'Histoire naturelle, du CNRS, de Sorbonne Université et de l'École Pratique des Hautes Études, comportant deux cents systématiciens et biologistes de l'évolution. Entre autres fonctions internationales, il est Vice-président du Science Comittee du GBIF et Point Focal National GTI France pour la Convention sur la Diversité Biologique. Ses recherches concernent l'évolution des faunes et du comportement des Insectes pour lesquelles il a travaillé sur le terrain dans de nombreux pays tropicaux. Au plan méthodologique, il s'est intéressé à la logique de l'intégration des savoirs sur la biodiversité dans les domaines liant analyse phylogénétique et description taxonomique.
http://isyeb.mnhn.fr/
https://twitter.com/pgISYEB

Giuseppe LONGO : La spécificité du hasard et du temps dans les sciences de la vie
Le hasard se définit comme "l'imprédictibilité dans la théorie pertinente", de l'effet fluctuation classique de Turing (1950-52), au hasard quantique et biologique. Le hasard et l'irréversibilité du temps sont corrélés dans chacune de ces théories. La physique classique, quantique, la biologie de l'évolution et des organismes, les réseaux d'ordinateurs … présentent chacun des formes propres de hasard et, donc, demandent des analyses différentes du temps. Le hasard n'est pas du "bruit", surtout pas en biologie, où il contribue à la variabilité, donc à la production de diversité et adaptabilité, composantes essentielles de la stabilité structurelle du vivant. Un des défis du hasard en biologie consiste dans l'individuation d'un bon niveau mésoscopique d'analyse, très différent de ceux de la physique statistique et de la microphysique. La nécessaire recherche d'unité inter-théorique est une conquête difficile et non pas un a priori métaphysique.

Giuseppe Longo est directeur de recherche émérite CNRS au Centre Cavaillès, ENS, Paris, et Adjunct professor, School of Medicine, Tufts University, Boston. Il est ancien professeur de logique mathématique puis d'informatique à l'université de Pise.
Publications
G. Longo, Letter to Alan Turing, In print, 2018 [en ligne].
Avec A. Asperti, Categories, Types and Structures. Category Theory for the working computer scientist, M.I.T. Press, 1991.
Avec F. Bailly, Mathematics and the Natural Sciences : The Physical Singularity of Life, Imperial College Press, 2011 (en français, Hermann, 2006).
Avec M. Montévil, Perspectives on Organisms : Biological Time, Symmetries and Singularities, Springer, 2014.
Avec A. Soto, a édité (et co-écrit six articles) d'un numéro spécial de 2016 de la revue Prog Biophys Mol Biol : From the century of the genome to the century of the organism : New theoretical approaches.
Site et articles téléchargeables : http://www.di.ens.fr/users/longo/

Mathias PESSIGLIONE : Le hasard dans la décision : quand les neurones tirent à pile ou face
Les théories économiques classiques ont défini des critères pour qu'une décision soit rationnelle. Un critère essentiel est la stabilité des préférences : si un agent préfère une option à une autre, il doit le faire en toutes circonstances. Or les agents humains dans leur vie quotidienne bafouent allègrement les critères de rationalité économique. Certains comportements irrationnels ont des causes identifiées, et sont par conséquent considérés comme des biais, comme le biais d'optimisme ou le biais de surconfiance. Ces biais sont généralement expliqués comme le produit indésirable d'une stratégie de décision qui est adaptée en moyenne, c'est-à-dire dans la plupart des situations de l'environnement dans lequel le cerveau a évolué, mais qui peut parfois jouer contre l'intérêt de la personne, notamment dans certaines situations artificielles du monde moderne. Cependant une grande partie des décisions reste imprévisible, malgré les apports théoriques récents des neurosciences. Cette imprévisibilité pourrait provenir de la faiblesse des modèles actuels, et serait dans ce cas résorbée lorsque l'ensemble des facteurs déterminants les choix seront découverts. Mais à l'inverse, il pourrait exister une stochasticité irréductible, inhérente au fonctionnement du cerveau. Pour rester dans un cadre déterministe, cette stochasticité pourrait elle-même provenir d'un mécanisme de génération aléatoire, favorisé par la sélection naturelle, parce qu'il force les individus à explorer et découvrir de nouvelles solutions.

Mathias Pessiglione a reçu une double formation de biologiste et de psychologue. Il dirige une équipe de recherche à l'Institut du cerveau et de la moelle épinière (Paris). Ses recherches portent sur les mécanismes par lesquels le cerveau motive le comportement humain, dans le cas normal et dans les cas pathologiques, en neurologie et en psychiatrie.

Kavé SALAMATIAN : L'addiction à l'aléatoire, maladie épistèmique du XXIe siècle
Depuis l'aube de l'humanité, l'humain aspire à réduire l'incertitude du monde. Cette incertitude, qui rend le monde difficile à contrôler, est fréquemment modélisé par l'aléatoire. Or l'utilisation de ce paradigme mathématique, pour expliquer ce qui n'est pas fondamentalement aléatoire, ne se fait pas sans incidence sur la rationalité. Nous vivons aujourd'hui une augmentation exponentielle de la donnée disponible tandis que l'émergence de méthodes de plus en plus sophistiquées d'apprentissage machine et d'intelligence artificielle, se basant sur la croissance des capacités de calcul, nous donne l'illusion d'une maîtrise de l'incertain. Ces traitements et méthodes passent tous plus ou moins par une hypothèse aléatoire qui simplifie fortement le calcul. En effet, cette hypothèse permet de se concentrer sur le nombre limité de paramètres du modèle plutôt que sur l'individualité de chaque observation. Ainsi le modèle aléatoire permet de filtrer ce qui est "pertinent", de ce qui est "anecdotique" dans l'observation, en ne gardant que la première partie. Mais, cette simplification a un coût épistémique que les couches de complexité des algorithmes appliquées aux données rendent difficile à évaluer. De plus les modèles issus de ces approches "aléatoires", s'appliquent de plus en plus à des pans entiers de notre vie quotidienne. L'objectif de cette intervention est de présenter une approche épistémique de l'application de l'aléatoire aux phénomènes sociaux. Il s'agit de montrer que les outils aléatoires construisent une illusion de la réalité qui s'apparente parfois à une distorsion similaire à une hallucination. Cette hallucination peut devenir plus réelle que le réel et, quand cela a lieu, l'objectif du modèle n'est plus de modéliser la réalité, mais de faire perdurer l'hallucination. Afin de clarifier le propos, prenons l'exemple des systèmes de recommandation sur les réseaux sociaux. Ces systèmes construisent en fonction de l'activité observée dans le passé, un profil de l'utilisateur qui est in fine une calibration d'un modèle aléatoire a priori. À partir de la création de ce modèle, ce n'est plus l'utilisateur humain réel qui est pertinent mais son avatar "fantasmé" par le modèle. Pour le système de recommandation, tout ce que l'utilisateur fait et qui est aligné avec la prédiction du modèle est "normal" et "rationnel", tandis que tout ce qui va à l'encontre est "anecdotique" et "irrationnel". L'action du système de recommandation est justement de ramener l'utilisateur dans la norme statistique en lui proposant des alternatives conformes à la "rationalité" du modèle. Ce faisant, le système de recommandation fait rentrer l'utilisateur dans un tunnel cognitif où ce n'est plus sa volonté qui compte mais ce que le modèle aléatoire a capturé de la réalité. Ainsi, la modélisation aléatoire consommée sans modération devient une drogue qui altère la rationalité. Nous montrerons par plusieurs exemples concrets issus de systèmes de recommandations, d'approche de marketing, d'analyse de réseaux sociaux, l'étendue de cette addiction croissante et décrirons ses impacts sociaux et politiques.

François VANNUCCI : Les contraintes du hasard
En physique classique, il n'y a pas de hasard. La réalité du monde est potentiellement connue hors du temps puisqu'on peut prédire l'avenir en appliquant les équations consacrées. Mais le hasard quantique qui règne dans le monde de l'infiniment petit superpose un autre niveau de réalité qui lui n'est connu qu'après sa réalisation.
Le hasard existe donc au niveau des particules, on ne sait pas prédire la trajectoire d'un électron dans un champ de force, mais ce hasard est contraint par des lois de distribution fondées sur les probabilités. Une population d'électrons se répartira sur des figures connues de diffraction ou d'interférences, le hasard quantique répond à un principe de "déterminisme faible".
Qu'en est-il du hasard de la vie quotidienne ? Une analyse d'occurrence de la chance indique que là aussi une loi mathématique existe.

François Vannucci a publié une douzaine de livres de vulgarisation scientifique : Le miroir aux neutrinos, L'astronomie de l'extrême univers (Odile Jacob), Proust à la recherche des sciences (le Rocher), La relativité, Combien de particules dans un petit pois, La place de l'homme dans l'univers (Le Pommier), Les neutrinos vont-ils au paradis (EdP), Neutrinos et vitesse de la lumière, Mécanique quantique sans douleur, Techniques de détection (Ellipses), Le vrai roman des particules (Dunod).
Depuis l'an dernier, il écrit pour le site "The Conversation". Y ont paru à ce jour douze articles sur les neutrinos, le hasard, Einstein, les rayons cosmiques ou encore la physique nucléaire…


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[par exemple : grande taille (plus de 1,80 m), problèmes de mobilité, partage d'une chambre ou voisinage de chambres, inscription groupée, régime médicalement surveillé, ...]
Ces renseignements sont utiles à la répartition des chambres. Le logement est assuré au château de Cerisy et ses dépendances, en chambres doubles ou individuelles. En cas de grande affluence, les inscrits tardifs se logeront aux alentours.