Qui l’a fait le premier ?

EN 1973, Martin Cooper fait la démonstration d’un téléphone cellulaire portatif. L’appareil comporte une pile, une radio et un microprocesseur (un mini-ordinateur). En voyant M. Cooper passer un appel dans la rue, les New-Yorkais restent bouche bée. Toutefois, cette invention n’aurait pas été possible sans la pile fiable mise au point par Alessandro Volta en 1800. De plus, le téléphone avait été conçu en 1876, la radio en 1895 et l’ordinateur en 1946. Enfin, grâce à l’apparition du microprocesseur en 1971, le téléphone portable a vu le jour. Cependant, la communication par des dispositifs ingénieux était-​elle vraiment nouvelle ?

Un dispositif de communication que nous utilisons généralement sans y prêter attention est la voix humaine. Plus de la moitié des milliards de neurones du cortex moteur participent à la commande des organes de la parole et une centaine de muscles actionnent les mécanismes complexes de la langue, des lèvres, de la mâchoire, de la gorge et de la cage thoracique.

Nos oreilles font également partie de notre système de communication. Elles convertissent le son en impulsions électriques que le cerveau peut traiter. Le cerveau analyse les sons de telle sorte que nous reconnaissons les gens au timbre de leur voix. Il mesure par ailleurs combien de millionièmes de seconde une oreille entend avant l’autre et calcule ainsi précisément d’où vient un son. Voilà seulement deux des particularités qui nous permettent d’écouter une personne à la fois, même si d’autres conversent autour d’elle.

La communication sans fil perfectionnée (avec identification de l’appelant) n’est donc pas nouvelle. Elle existait déjà dans le monde vivant, dans la nature.

[Shéma/Illustrations, page 3]

(Voir la publication)

1800

La pile voltaïque.

1876

Le téléphone.

1971

Le microprocesseur.

1973

Martin Cooper met au point le téléphone portable.

[Indication d’origine]

M. Cooper et son téléphone portable : © Mark Berry

[Illustrations, page 2]

Côté droit de la page 2, de bas en haut, reconstitutions photographiques : Guglielmo Marconi et son équipement radio ; Thomas Edison et la lampe à incandescence ; Granville Woods, inventeur de moyens de communication ; les frères Wright et le Flyer de 1903.

Le vol motorisé

PENDANT des siècles les hommes ont rêvé de voler. Mais les muscles de l’homme ne sont pas assez puissants pour élever son poids dans les airs. En 1781, James Watt invente une machine à vapeur qui produit un mouvement rotatif et, en 1876, Nikolaus Otto développe l’idée en construisant un moteur à combustion interne. Désormais, l’homme dispose d’un moteur capable de propulser une machine volante. Mais qui construira une telle machine ?

Depuis que, tout jeunes, ils ont appris à manier des cerfs-volants, les frères Wilbur et Orville Wright veulent voler. Par la suite, ils acquièrent des compétences en mécanique en construisant des bicyclettes. Ils comprennent que le secret du vol réside dans la conception d’un appareil maîtrisable. Un avion qui ne peut être stabilisé en l’air est aussi inutile qu’une bicyclette impossible à guider. En observant des pigeons en vol, Wilbur remarque qu’ils penchent dans les virages, à la manière des cyclistes. Il en conclut que, quand ils virent, les oiseaux gardent leur équilibre en tordant l’extrémité de leurs ailes. Lui vient alors l’idée d’une aile qui se tord.

En 1900, Wilbur et Orville conçoivent un avion doté d’ailes auxquelles on peut imprimer une torsion. Ils le pilotent comme un cerf-volant, puis comme un planeur. Ils découvrent que trois commandes de base sont nécessaires pour agir sur les mouvements de tangage, de roulis et de lacet. Mais à leur grand regret, les ailes ne produisent pas suffisamment de portance. Ils fabriquent alors une soufflerie dans laquelle ils essaient des centaines de profils d’ailes, jusqu’à trouver le profil, les dimensions et l’angle idéaux. En 1902, ils réalisent un modèle grâce auquel ils réussissent à stabiliser leur machine en vol. Pourront-​ils à présent l’équiper d’un moteur ?

Il leur faut d’abord construire leur propre moteur. La grosse difficulté consiste par ailleurs à élaborer une hélice. Ils y parviennent grâce à la connaissance acquise avec la soufflerie. Enfin, le 17 décembre 1903, ils mettent en marche le moteur, les hélices tournent et dans le vent glacial l’appareil décolle. “ Nous avions concrétisé nos ambitions d’enfants, dira Orville. Nous avions appris à voler. ” Les deux frères deviennent célèbres dans le monde entier. Mais comment sont-​ils arrivés à se propulser dans les airs ? Assurément, la nature a joué un rôle.

[Illustration, page 4]

Le “ Flyer ” des frères Wright, Caroline du Nord (États-Unis), 1903 (reconstitution).

La nature y avait déjà pensé

“ Interroge, s’il te plaît, [...] les créatures ailées des cieux, et elles te renseigneront. [...] la main de Jéhovah a fait cela. ” — Job 12:7-9.

TOUT en l’oiseau semble avoir été conçu pour le vol. Par exemple, les rachis (ou tubes) des plumes des ailes doivent supporter le poids total de l’animal en vol. Comment les ailes peuvent-​elles être si légères et pourtant si puissantes ? Fendez un rachis et vous comprendrez. Il ressemble à ce que les ingénieurs appellent une poutre en sandwich de mousse : il est spongieux à l’intérieur, rigide à l’extérieur. Les ingénieurs ont étudié le rachis et, en aéronautique, on emploie des longerons en sandwich de mousse.

Les os des oiseaux sont eux aussi d’une conception extraordinaire. La plupart sont creux, certains ayant des renforts internes disposés selon une structure dite en poutre de Warren. Chose intéressante, une structure de ce type a été employée dans les ailes de la navette spatiale.

Aujourd’hui les pilotes manœuvrent les avions en agissant sur les quelques ailerons des ailes et gouvernes de la queue. L’oiseau fait quant à lui appel à 48 muscles de son aile et de son épaule pour changer la configuration ainsi que le mouvement et de son aile et de certaines plumes, ce plusieurs fois par seconde. Il n’est pas étonnant que les concepteurs aéronautiques lui jalousent ses aptitudes acrobatiques !

Le vol, et particulièrement le décollage, consomme beaucoup d’énergie. L’oiseau a donc besoin d’un “ moteur ” puissant, à combustion rapide. Or son cœur bat plus vite et est généralement plus gros et plus puissant que celui d’un mammifère de taille semblable. À la différence du mammifère également, la circulation de l’air dans ses poumons est à sens unique, et de ce fait plus efficace.

Beaucoup d’oiseaux sont conçus pour transporter suffisamment de “ carburant ” pour voler sur des distances incroyablement longues. En dix heures de vol, une grive en migration perd jusqu’à la moitié de son poids. Lorsqu’une barge rousse s’envole de l’Alaska pour la Nouvelle-Zélande, plus de la moitié de son corps est constitué de graisses. Chose étonnante, cela lui permet de voler pendant 190 heures environ, soit huit jours, sans interruption. Aucun avion de ligne ne peut en faire autant.

La télévision

PEU après avoir découvert comment radiodiffuser du son, les inventeurs se sont demandé s’ils ne pourraient pas aussi transmettre des images animées. Pour bien apprécier la difficulté, voyons comment la télévision fonctionne aujourd’hui.

Une caméra de télévision concentre une image sur un capteur, qui la “ lit ”, comme vous liriez un texte imprimé. Mais au lieu de parcourir les lignes de lettres d’une page, il balaie les lignes de points (ou pixels) d’une image. Il convertit ce qu’il voit en un signal électronique, qui peut être transmis. Puis un récepteur convertit ce signal vidéo en une image animée.

C’est à l’Écossais John Logie Baird que l’on attribue la première démonstration d’une télévision. Lorsque pour des raisons de santé il abandonne son emploi d’ingénieur électricien, il se tourne vers un sujet qui l’intéresse depuis son adolescence : la construction d’une machine capable de transmettre des images animées.

La caméra de Baird comporte un disque (initialement un carton à chapeau) percé d’une trentaine de trous disposés en spirale. Tandis que le disque tourne, les trous balaient les lignes successives de l’image, laissant passer de la lumière, qui vient frapper une cellule photoélectrique. La cellule produit un signal vidéo, qui est transmis à un récepteur. Dans le récepteur, le signal est amplifié pour allumer une lampe, dont la luminosité varie et qui est située derrière un autre disque en rotation, ce qui permet la restitution de l’image. La difficulté consiste à synchroniser les disques. Baird travaille sans relâche à son projet, tout en cirant des chaussures pour gagner sa vie.

Le 2 octobre 1925, il émet les premières images de télévision d’un bout de son grenier à l’autre. La première personne à passer à la télévision est un garçon de bureau pétrifié qui travaille à l’étage inférieur, mis à contribution en échange d’une demi-couronne. En 1928, Baird réalise la première émission transatlantique d’images de télévision. Lorsque notre timide Écossais arrive à New York, accueilli par un groupe de cornemuseurs, il ne sait plus où se mettre ! Il est célèbre. Mais était-​il le premier à transmettre des images animées ?

La nature y avait déjà pensé

“ L’oreille qui entend et l’œil qui voit — Jéhovah lui-​même les a faits l’un et l’autre. ” — Proverbes 20:12.

L’ŒIL est comme une minuscule caméra de télévision. Il convertit les images en signaux électriques, qu’il transmet via le nerf optique à l’arrière du cerveau, le véritable siège de la vision.

L’œil est une merveille de miniaturisation. Organe de 24 millimètres de diamètre et de 7 grammes, il est ingénieusement conçu. Par exemple, il est doté de systèmes distincts pour la vision dans la pénombre et dans la lumière, si bien que lorsque vous entrez dans une pièce obscure, au bout de 30 minutes, vos yeux deviennent 10 000 fois plus sensibles à la lumière.

Qu’est ce qui vous permet, sous un éclairage normal, de voir nettement ? Votre œil possède au moins 100 fois plus de cellules photosensibles (pixels) que la plupart des caméras. De plus, une grande partie de ces cellules est concentrée dans la fovéa, petite zone située au centre de la rétine, où la vision est la plus nette. Étant donné que votre regard se déplace plusieurs fois par seconde, vous avez l’impression que tout votre champ de vision est net. Fait surprenant, la fovéa n’est guère plus grosse que le point qui termine cette phrase.

Les signaux électriques provenant des cellules photosensibles passent d’une cellule nerveuse à l’autre en direction du nerf optique. Mais ces cellules nerveuses font davantage que transmettre les signaux. Elles les prétraitent : elles améliorent les informations essentielles et suppriment les détails inutiles.

Le cortex visuel de votre cerveau est comme un récepteur vidéo complexe. Il rend l’image plus nette en améliorant les contours. Il compare entre eux les signaux émis par les cellules sensibles aux couleurs primaires, ce qui vous permet de distinguer des millions de couleurs. Votre cerveau note également les petites dissimilitudes entre ce que chaque œil voit, grâce à quoi vous percevez les distances.

Considérez ce processus : vos yeux scrutent les visages dans une foule et envoient des impulsions électriques à votre cerveau, qui les transforme en images nettes. Mais ce n’est pas tout : les détails subtils de ces visages sont comparés à ceux que vous avez en mémoire, et vous reconnaissez un ami en un instant. N’est-​ce pas prodigieux ?

[Illustration, page 7]

La façon dont l’œil traite les informations atteste l’ingéniosité de sa conception.

La navigation automatique

VOUS savez sans doute combien il est difficile de trouver son chemin dans une ville inconnue. Alors comment un navigateur peut-​il s’orienter au milieu d’un océan dépourvu de tout repère ? Une boussole ne lui servira pas à grand-chose, à moins qu’il ne connaisse sa position par rapport à sa destination. Il a fallu attendre l’invention, dans les années 1730, du sextant et du chronomètre de marine pour que les marins puissent déterminer leur position exacte et tracer leur route sur une carte. Chaque calcul de position prenait des heures.

Aujourd’hui dans de nombreux pays, les automobilistes se dirigent au moyen d’appareils relativement abordables reliés au GPS, ou système de repérage universel. Il suffit de saisir l’adresse de destination et l’appareil affiche à l’écran votre position exacte, puis vous guide. Comment fonctionne-​t-​il ?

Les instruments de guidage par satellite dépendent d’une trentaine de satellites, qui émettent chacun des signaux indiquant leur position, ainsi que l’heure à quelques milliardièmes de seconde près. Une fois que votre appareil a établi le contact avec plusieurs satellites, il mesure avec précision le temps que chaque signal met à lui parvenir, information qui lui permet de déterminer votre position. Vous représentez-​vous la complexité des calculs ? En quelques secondes, il évalue la distance qui le sépare de trois satellites, tous étant situés à des milliers de kilomètres, se déplaçant dans des directions différentes et à des vitesses de plusieurs kilomètres par seconde.

Le GPS a été inventé au début des années 1960 par les professeurs Bradford Parkinson et Ivan Getting. Bien qu’à l’origine il ait été élaboré à des fins militaires, il a par la suite été accessible au public et est devenu pleinement opérationnel en 1996. Le récepteur GPS est un bijou d’informatique, c’est indéniable. Mais était-​ce le premier dispositif de navigation automatique ?

[Crédit photographique, page 8]

Globe : d’après une photo de la NASA

La nature y avait déjà pensé

“ Même la cigogne dans les cieux — elle connaît bien ses temps fixés. ” — Jérémie 8:7.

JÉRÉMIE a évoqué la migration de la cigogne il y a 2 500 ans. Aujourd’hui, la migration animale fascine toujours. Citons le saumon, qui nage des milliers de kilomètres dans l’océan puis regagne le cours d’eau natal. Ou encore la tortue-luth, qui effectue elle aussi des périples impensables. On en a suivi une à la trace, qui après avoir nidifié en Indonésie s’est rendue en Oregon (États-Unis), à 20 000 kilomètres. Les tortues-luths reviennent généralement dans la même région d’Indonésie, pour nidifier de nouveau.

Toutefois, il est une faculté encore plus remarquable : celle de retrouver son lieu d’origine. Des chercheurs ont mis dans un avion 18 albatros d’une petite île du centre de l’océan Pacifique et les ont relâchés à différents endroits situés à des milliers de kilomètres, certains près du bord ouest de l’océan, d’autres près du bord est. En quelques semaines, la plupart étaient retournés sur leur île.

On a transporté des pigeons sous anesthésie ou à l’intérieur de tambours rotatifs à plus de 150 kilomètres de chez eux. Pourtant, après avoir décrit quelques cercles, ils ont évalué leur position et se sont orientés avec précision vers leur lieu d’origine. Étant donné que même avec des lentilles de verre dépoli ces oiseaux retrouvent le colombier, les scientifiques pensent qu’ils déterminent leur position par rapport à leur domicile grâce à d’importants renseignements de navigation dont ils détectent la provenance.

Le monarque, papillon originaire de vastes régions d’Amérique du Nord, migre sur plus de mille kilomètres vers un petit coin du Mexique. Bien que s’y rendant pour la première fois, il trouve son chemin, souvent jusqu’aux arbres où ses arrière-grands-parents s’étaient juchés un an plus tôt. La science n’a toujours pas percé son secret.

Alors que nos instruments de navigation automatique sont entièrement tributaires de satellites, nombre d’animaux semblent capables d’utiliser plusieurs méthodes de navigation, allant de l’observation de points de repère et du soleil à la détection de champs magnétiques, d’odeurs caractéristiques et même de sons. James Gould, professeur de biologie, écrit : “ Tous les animaux dont l’existence dépend d’une navigation précise sont d’une conception surélaborée [...]. Ils possèdent généralement des stratégies de rechange, et passent de l’une à l’autre en fonction de la fiabilité de l’information reçue. ” La complexité de la navigation animale n’en finit pas de déconcerter les chercheurs.

Ce que nous enseigne la nature

“ Que tes œuvres sont nombreuses, ô Jéhovah ! Elles toutes, tu les as faites avec sagesse. ” — Psaume 104:24.

POUR parler de l’origine de la conception des êtres vivants, beaucoup utilisent le mot “ nature ”. Ainsi en mars 2003 la revue Scientific American déclarait : “ Parmi tous les revêtements cutanés que la nature a conçus, les plumes sont les plus variés et les plus énigmatiques. ” Sans doute le rédacteur pense-​t-​il que la nature n’est qu’une force. Il dit toutefois qu’elle ‘ a conçu ’ les plumes. Une force peut-​elle concevoir quelque chose ?

“ Concevoir ” signifie “ élaborer [quelque chose] dans son esprit [...] et le réaliser ”. (Grand dictionnaire encyclopédique Larousse.) Seule une personne conçoit et invente. Tout comme les inventeurs ont des noms, de même le Créateur a un nom. L’Auteur de la nature s’appelle Jéhovah. Lui seul est “ le Très-Haut sur toute la terre ” qui a “ créé toutes choses ”. — Psaume 83:18 ; Révélation 4:11.

Alors, que nous révèle la création ? Elle nous renseigne avant tout sur Jéhovah et sur ses qualités admirables, telle la sagesse. “ Ses qualités invisibles se voient clairement depuis la création du monde, parce qu’elles sont perçues par les choses faites, oui sa puissance éternelle et sa Divinité. ” (Romains 1:20). La nature nous enseigne que la sagesse de Dieu est supérieure à la nôtre. Si sa capacité à concevoir surpasse celle des inventeurs, ne va-​t-​il pas de soi que ses conseils surpassent ceux des conseillers humains ?

La plupart des conseils de Dieu n’émanent pas du “ livre de la nature ”, mais plutôt de sa Parole écrite, la Bible. Vous pouvez y trouver de la sagesse pratique en abondance. La Bible affirme : “ Toute Écriture est inspirée de Dieu et utile. ” — 2 Timothée 3:16.

Si vous trouvez intéressant d’en apprendre sur les inventeurs, vous trouverez d’autant plus intéressant d’en apprendre sur le Créateur. En effet, vous voulez probablement obtenir les réponses à des questions comme : Pourquoi souffrons-​nous et mourons-​nous ? Est-​ce vraiment là le dessein divin à l’égard de l’homme ? Sinon, pourquoi permet-​il les souffrances ?

Qu’ils le reconnaissent ou pas, c’est de Jéhovah que les scientifiques tiennent leur génie inventeur. Vous pouvez vous aussi beaucoup apprendre du Créateur. Par exemple, comment avoir une vie de couple stable, comment réussir l’éducation des enfants, quel est le dessein divin concernant la terre et bien d’autres choses qui donneront un sens à votre vie. Le livre Qu’enseigne réellement la Bible ? publié par les Témoins de Jéhovah peut vous aider à tirer le meilleur parti de la Parole de Dieu.