AFFINITÉ – Les expériences menées dans un milieu fluide avec de très petites molécules présentent une impasse unique lorsque l’expérience repose sur ces molécules entrant en contact les unes avec les autres – telles qu’elles se lient pour former une unité fonctionnelle plus grande. Les morceaux sont si petits et la goutte de fluide est si grosse qu’il est improbable que les molécules se trouvent, à moins qu’elles ne soient conçues pour s’attirer.
AILES – Le joint de Sierpinski est une fractale mathématique construite en coupant à plusieurs reprises le milieu de chaque triangle. Ou, plus proche de la croissance cristalline, il peut être généré en commençant par une couche de 0 avec un seul 1, puis en construisant de nouvelles couches en plaçant un 0 au-dessus et entre chaque paire de bits identiques, tout en plaçant un 1 au-dessus et entre chaque paire de bits différents.
À LA RECHERCHE DE LA SOURCE – Une simple bactérie, de taille d’un micron seulement, peut trouver sa subsistance (disons, du sucre) en «sentant» son odeur. Il nage dans une direction aléatoire et, si l’odeur devient plus forte, il continue; sinon, il essaie une nouvelle direction, atteignant finalement la source. De même, les scientifiques peuvent entrevoir une vérité supérieure à partir d’expériences individuelles et faire la même chose.
ALLER AU-DELÀ – Les amateurs de sensations fortes adorent sonder l’inconnu. Pour certains, c’est la poudreuse fraîche sur le versant d’une montagne inexplorée. Pour d’autres c’est le terrain inattendu d’un nouveau domaine scientifique. Pour quelques-uns ce sont les deux.
ALLER DE L’AVANT – Quand nous sommes à l’aise dans un lieu, en particulier un lieu naturel, nos énergies et notre attention peuvent facilement fusionner avec le flux de l’énergie, les événements et l’ordre des choses tout autour de nous, menant à de grandes idées et connaissances. Ceux qui ont accès aux ressources, à la sécurité et aux assistance sont les mieux placés pour agir sur ces idées et ces idées.
ANDY ELLINGTON – Nous ne pouvons pas savoir comment la vie a commencé sur Terre ou comment elle commence ailleurs, mais explorer comment des produits chimiques simples s’assemblent, réagissent et évoluent en laboratoire donne aux scientifiques une imagination enrichie et plus fondée sur ce à quoi les premiers organismes ont pu ressembler – et a déjà donné lieu à des biotechnologies intéressantes.
ARBRE D’AUTO-ASSEMBLAGE – L’auto-assemblage est un processus omniprésent au taille moléculaire (cristaux, virus, cytosquelettes) et au taille macroscopique (poussières, dunes de sable, étoiles). Les formes d’arbres sont aussi omniprésentes dans la nature et s’auto-organisent à des nombreuses niveaux (rivières, glucides, schémas de circulation). Ces formes universelles peuvent être trouvées apparemment partout.
ATELIER MOLÉCULAIRE DE BRICOLEUR – La biologie synthétique est l’ingénierie et la construction de dispositifs moléculaires qui fonctionnent à l’intérieur des cellules. Les matériaux de construction sont des enzymes de restriction pour couper l’ADN, des polymérases pour copier l’ADN et l’ARN, des ribosomes pour traduire l’ARN en protéine et une myriade d’astuces chimiques pour la touche finale.
AUTODIDACT – Certaines des choses les plus précieuses en science – et dans la vie – sont la capacité d’apprendre par soi-même, de puiser dans sa propre perspective et ses intérêts, et de le faire avec joie.
AVENTURES DANS LA PENSÉE MÉCANIQUE – Les machines peuvent apprendre, au moins un peu. Avec les progrès scientifiques, ils continueront à devenir plus intelligents et peuvent finir par découvrir et percevoir le monde à leur propre manière.
CAPTURE – Il est difficile d’attraper une molécule; ils sont trop rapides et trop petits. Ainsi, les scientifiques demandent aux autres de les attraper en fabriquant des molécules pour attraper des molécules. Ensuite, ils peuvent être étudiés et programmés.
CASCADE – Les véhicules robotiques autonomes traitent une cascade déconcertante d’informations provenant de caméras, de sonars, de gyroscopes et de nombreux autres capteurs. Localement, l’information est bruitée ; ce n’est que lorsque toute la scène est considérée que le motif et le sens émergent.
CEPHALOPOND – Les programmeurs informatiques peuvent être assez imaginatifs. Le terme “bug” lui-même est une métaphore fantaisiste. Certains programmeurs ont des bogues dans leurs programmes; d’autres ont des seiches.
CHAMPS MOLÉCULAIRES POUR TOUJOURS – Au taille humaine, une surface plane est une chose simple. Mais plus près, son incroyable complexité devient apparente. L’ingénierie moléculaire peut contrôler une partie de cette complexité, en utilisant l’auto-assemblage pour recouvrir la surface et placer des molécules complexes à des endroits spécifiques.
CHUCHOTEUR AU ROCHE – La technologie des puces informatiques est essentiellement une géologie artificielle. La lithographie, la technique utilisée pour sculpter des fils et des transistors dans une puce de silicium, peut construire de nombreuses couches de structures sur une plaque de silicium, mais pour vraiment maîtriser l’art de transformer la roche inanimée en une machine à penser, il faut comprendre la nature du matériau. Vous le dira ce qu’il peut faire; écoutez le silicium.
CIEL ET TERRE – Dans nos vies aux multiples facettes, ces choses qui nous ancrent à la terre, qui nous enracinent et fournissent une base, peuvent permettre à nos esprits subtils d’errer, de rêver et de visiter des royaumes lointains dans nos pensées. Ici les pensées et les sensations voyagent plus vite que la lumière.
CONTRE TOUTE LES CHANCES – Parfois, l’histoire de la vie de quelqu’un peut sembler scénarisée ou artificielle au point d’être impossible – une série d’événements extraordinaires, de coïncidences, de grandes difficultés et de choix cruciaux menant au travail et à l’expertise uniques de cette personne, comme par recette.
COFFRE AU TRÉSOR – Tous les objets matériels sont constitués d’une seule chose: des atomes. Si vous pouviez séparer les atomes d’un objet et les réassembler avec une extrême précision, vous pourriez créer un autre objet.
COMPRESSION – La lumière comprimée (photons dont les vibrations sont contraintes par rapport à la lumière normale) peut être fabriquée en laboratoire.
CONCEPTS DE BASE – Les organismes et leurs parties “savent” d’une manière ou d’une autre quand arrêter de croître. Comme les ordinateurs comptent de manière algorithmique, logarithmique ou binaire, la biologie ‘compte’ de sa propre manière biochimique.
CONSONANCE ET DISSONANCE – En utilisant des structures d’ADN auto-assemblées comme modèles, les scientifiques appliquent la lithographie douce, la microscopie à force atomique (AFM), la microscopie électronique (EM), la microscopie électronique cryogénique (cryoEM), la spectroscopie de fluorescence, la diffraction des rayons X, la microfluidique, la culture cellulaire , et la synthèse chimique comme outils pour développer des méthodes de nanofabrication, comme dans la fabrication de réseaux de nanofils. L’ADN adopte une structure dynamique pour faciliter la réplication de l’ADN, la transcription de l’ARN et la manipulation de l’ADN/ARN (électrophorèse sur gel, marquage, hybridation, PCR et empreinte).
CRÉATURE NERFS – Les organismes enveloppent une unité d’information autonome inondée de courants et de forces, traitant, déchiffrant et répondant au leur environnement. Imaginez un monde dans lequel des animaux juvéniles extrudent des chaînes linéaires qui se plient et s’auto-assemblent pour former l’adulte.
DANSEUSE DE DONNES – Les puces de puce à ADN permettent aux médecins et aux scientifiques de lire le fonctionnement interne d’une cellule. Une seule puce peut avoir des centaines de milliers de pixels, chacun pouvant détecter la présence d’ARN pour un gène spécifique ou une certaine mutation génétique. Ces informations peuvent mener à de nouvelles découvertes et à des diagnostics perspicaces.
DE QUOI SONT FAIT LES REVES – Les molécules, les systèmes moléculaires et les matériaux peuvent être simulés et conçus sur des ordinateurs, permettant aux scientifiques visionnaires d’imaginer et de créer des environnements à partir des atomes.
DISCRETISATION – Le passage technologique de l’électronique de l’analogique au numérique s’est accompagné d’un changement de paradigme en mathématiques, avec les mathématiques discrètes et combinatoires remplaçant les mathématiques analytiques continues traditionnelles. Les objets continus sont maintenant convertis en représentations discrètes pour être traités sur des ordinateurs numériques.
ÉCHAFAUDAGE INTÉRIEUR – Des vestiges et des qualités fondamentales de nos premiers ancêtres restent aujourd’hui encodés en nous. Qu’il soit végétal ou animal, champignon ou virus, chaque être vivant est issu d’une très longue chaîne, apportant des informations des temps primordiaux.
ENTREMIXAGE – L’entremêlement de la matière à tous les niveaux, des neutrinos au cosmos, existe nécessairement dans un conteneur. L’importance nichée de l’espace «vide» est souvent négligée simplement parce qu’il ‘n’est pas là’.
ESSAI ET FORME – Un individuelle est un groupe auto-organisé des individuelles plus petits. Il y a souvent deux parties: les interactions globales des éléments itinérants (tels que les abeilles ou les cellules sanguines) et les réseaux locaux des éléments fixes, disposés géométriquement (tels que les nids ou les cellules cérébrales).
FABRICANTS DES VASES – Les gens utilisent depuis longtemps des matériaux biologiques – peau, cheveux, os, bois – comme matériau de construction pour fabriquer des merveilles technologiques – bottes en cuir, pulls en laine, couteaux en ivoire, voiliers. Aujourd’hui, nous pouvons aussi utiliser des polymères biologiques tels que l’ADN, l’ARN et les protéines pour créer des merveilles au taille moléculaire.
FAISONS CELA – Tout au long de l’histoire de l’évolution, une variété étonnante de formes de vie a été rencontrée par hasard, dont la plupart nous sembleraient maintenant étrangères et bizarres. Au cours de l’ère cambrienne, il y a plus de 500 millions d’années, de nombreux animaux avec des plans corporels très étranges et des appendices étranges (aussi étranges et nouvelles que les nôtres puissent leur sembler) ont évolué. Chacun des royaumes de la vie que nous connaissons aujourd’hui – les protistes (eucaryotes unicellulaires), les monères (procaryotes), les archées, les champignons, les plantes et les animaux – a commencé avec une des ces ancêtres uniques.
FEUILLE D’ÉRABLE – En sciences, vous pouvez rarement voir directement ce que vous étudiez. Les résultats expérimentaux sont colorés par la façon dont une question est posée et quel appareil expérimental est utilisé. Cette question est particulièrement importante en physique quantique.
FIBRE ARC-EN-CIEL – La science interdisciplinaire nécessite une capacité à synthétiser de nombreux brins de connaissances, à les relier et à tester leur force, puis à extraire les informations pertinentes.
nt lentement. Certaines zones sont actives et bondées; plus tard, la vague d’activité migrerà le long.
FLUORESCENCE – Quand la lumière bombarde une molécule, un photon peut être absorbé, auquel cas l’énergie supplémentaire fait vibrer plus vigoureusement les liaisons de la molécule. Une partie de cette énergie vibratoire supplémentaire se dissipe dans l’environnement de la molécule sous forme de chaleur. Si l’énergie n’est pas complètement dissipée, les vibrations peuvent s’aligner pour créer et émettre un nouveau photon avec une énergie plus faible et une longueur d’onde (généralement) plus longue; c’est-à-dire qu’ils émettent une fluorescence.
FORÊT DE FILS – La nature construit des ordinateurs puissants, votre cerveau en étant un excellent exemple. L’auto-assemblage moléculaire permet aux scientifiques de créer des circuits électriques en les développant.
FORÊT DE VARECH – À la surface d’une puce à ADN utilisée pour prototyper une cellule artificielle, des brins d’ADN sont attachés à un sol, et des enzymes montent et descendent les brins, synthétisant de nouvelles molécules qui flotte.
GOUTTELETTE – Les expériences biochimiques nécessitent souvent de minuscules volumes de liquide – des microlitres, ou moins… une fraction d’une goutte de pluie.
GRUN – L’élégance de la simplicité est une fin convoitée dans les communités scientifiques à travers le temps, le lieu et le domaine de recherche. “Ce qui peut être fait avec moins est fait en vain avec plus.” Guillaume d’Occam
GUÉRISSEUSE NUMÉRIQUE – Une puce microfluidique est un réseau de tubes, de vannes, de chambres de réaction et de capteurs intégrés dans un petit appareil capable de faire des diagnostics médicaux sophistiqués.
HATCHLING – Avec de la détermination et une grande patience, l’attrapeur est souvent récompensé par la découverte de résultats uniques et surpassants.
Capacité calorifique – Pour alimenter les nanomachines, un combustible moléculaire doit stocker l’énergie sous une forme stable – stable jusqu’à ce qu’elle soit libérée.
HOMUNCULUS – En tant qu’êtres intelligents qui apprennent de leur environnement, nous portons en nous des miroirs du monde, et même des miroirs de nous-mêmes. Un exemple remarquable est que si vous regardez le cortex sensoriel et moteur du cerveau et demandez à quelle partie du corps il se rapporte, vous obtenez une carte (déformée) du corps.
INDÉCHIFFRABLE – C’est une question simple de faire un nœud complexe, ou de définir une combinaison ou un code. Il est beaucoup plus difficile de dénouer le nœud ou de déchiffrer le code.
INSTANTIATION – En programmation, l’instanciation est la création d’une instance réelle d’une abstraction ou d’un modèle tel qu’une classe d’objets ou un processus informatique. En mathématiques des objets (tels que des ensembles ou des fonctions) peuvent être définis qui sont impossibles à calculer. Pourtant ces objets impossibles peuvent fournir un aperçu qui clarifie les possibilités.
INTÉRIEUR EXTÉRIEUR – Votre cerveau n’a pas toujours su que votre bras est votre bras. Il l’a peut-être appris de la même manière qu’une personne avec un membre prothétique apprende à ressentir le membre artificiel comme une partie de son propre corps. L’utilisation intensive d’outils (imaginez une raquette de racquetball, un violon ou même une prothèse mécanisée) peut également donner l’impression que l’outil ou la machine fait partie de votre corps.
INTROSPECTION MOLÉCULAIRE – Lorsque des molécules d’information telles que l’ADN, l’ARN et les protéines se replient d’une chaîne linéaire souple en une forme concrète, telle qu’une enzyme ou une autre nanomachine, le processus est dirigé par des sous-séquences le long de la chaîne qui recherchent des sous-séquences correspondantes ailleurs dans le chaîne, puis se liez et se verrouillez pour stabiliser le plie.
JARDINS SUSPENDUS – Les ingénieurs moléculaires peuvent concevoir et synthétiser des polymères complexes qui poussent grandir de manière presque organique. Comme une araignée, une molécule modifiée peut déclencher l’insertion de sous-unités polymères derrière elle, efficacement “excrétant” un fil que se reste attachée. À mesure que les frontières de l’ingénierie s’étendent, des comportements encore plus réalistes seront réalisables.
J’ÉTAIS TELLEMENT CONCENTRÉ – Les scientifiques et les artistes peuvent devenir concentrés, absorbés par leur travail, oubliant de manger ou perdant la notion du temps, du lieu et (quand c’est vraiment bien) même de soi.
JOINDRE/SCISSION – Certains scientifiques pensent que les molécules organiques pré-vie autonomes se sont spontanément réunies pour former les premiers organismes. L’assemblage et la scission peuvent être observés en laboratoire lorsque les scientifiques créent des nanotubes auto-assemblés appelés ‘polymères vivants’.
LA BRASSERIE – De nombreuses idées géniales et inspirées sont venues à l’esprit des penseurs alors qu’ils étaient complètement déconnectés de leur tâche mentale. Une idée ou une solution recherchée depuis longtemps peut surgir spontanément lors d’un moment de détente et de distraction, un moment “Aha !”
LA FORCE DE L’IMPOSSIBILITÉ – Dans les mathématiques, on peut définir des objets (tels que des ensembles ou des fonctions) qui sont impossibles à calculer. Pourtant, ces objets impossibles peuvent fournir un aperçu qui clarifie ce qui est possible. Dans l’art et dans le science, atteindre un résultat donné n’est qu’une petite partie d’un long processus.
LA PERTE DE L’ENTROPIE – La vie pourrait avoir provenir de cristaux minéraux naturels qui se sont reproduits par des processus minéralogiques spontanés, fournissant finalement le cadre et stimulant la production de molécules organiques qui forment la base des organismes modernes. (Voir aussi ‘Matrice Terrestre’ Terrestrial Matrix)
LE CHEMIN DU PAPILLON – Il faut eventuellement quitter la sécurité de la maison et se mettre à faire son chemin dans le monde, où les yeux sont ouverts par les possibilités et les dangers, par les connaissance laissé par leurs prédécesseurs et par les merveilles de la machinerie de la vie.
LE CHEMIN QUI SAIT – Les cristaux peuvent se développer de manière étonnamment complexe. Les cristaux de bismuth synthétique se développent sous forme d’escaliers en colimaçon à angle carré. Avec la possibilité de concevoir des macromolécules, il est possible de créer des cristaux avec un chemin de croissance programmé, et qui peuvent répondre “intelligemment” aux obstacles qu’ils rencontrent.
LE HURDLER – Dans l’exploration de frontières inconnues, vous ne savez jamais quelles surprises vous attendent. Avec une curiosité persistante et une réflexion approfondie, des faits clairement définis émergent du chaos de multiples variables et de l’incertitude expérimentale.
LE MEILLEUR DE TOUS LES MONDES POSSIBLES – Le principe de moindre action stipule que, de tous les chemins possibles qu’une particule, comme un photon, pourrait emprunter, elle empruntera celui dont l’énergie intégrée est minimale. Des principes d’optimisation analogues sont utilisés dans les logiciels qui trouvent le meilleur itinéraire pour arriver du endroit A à un endroit B, trouvent le meilleur prix pour un billet de concert ou trouvent l’interprétation la plus probable des données.
LE MIRACLE DE LA SUIE – Les nanotubes et les Buckyballs (nommés d’après Buckminster Fuller) sont des cages à mailles au taille atomique, semblables à une treillis métallique dont les propriétés remarquables permettent une science fondamentale intrigante et de nouvelles applications technologiques. Présents dans la suie de matériaux carbonés brûlés, ils sont, comme le diamant, le charbon et le graphite, formés par des processus naturels.
LE MONDE DE SEIFERT – Si vous dessinez une ligne ondulée au hasard sur du papier et, aux intersections, clarifiez quelle partie va au-dessus et laquelle va en dessous, il y a imaginablement une surface contenue dans votre gribouillis. Un fin fil plié en une courbe torsadée mais fermée et trempé dans de l’eau savonneuse révèle une telle surface.
LE TISSER – Avec la bonne perspicacité et un toucher prudent, l’ADN peut être programmé pour s’assembler en objets nanométriques incroyablement complexes appelés “origami ADN”.
LIBELLULES – Les objets échangent des molécules au contact. Les résidus laissés par chacun peuvent démarrer un nouveau schéma de croissance, tel que la cristallisation, sur son nouvel hôte.
L’OMBRE DE LA PERFECTION – Les mathématiques étudient des objets parfaits – l’idéal platonicien – mais souvent les preuves peuvent être compliquées et déroutantes.
LUMIERE INTÉRIEURE – L’intuition devient plus forte avec l’utilisation et l’éducation, et a un moyen puissant de briser les conventions et les restrictions imposées par les approches traditionnelles.
MATRICE TERRESTRE – A.G. Cairns Smith a émIt l’hypothèse que les cristaux d’argile ont engendré la vie. Le treillis cristallin, comme il grandissait et se disloquait, fournissait un échafaudage pour de nouvelles croissances cristallines. Quand ces cristaux incorporaient plus de molécules organiques dans leur structure, ils sont finalement devenues suffisamment sophistiquées pour coopter la matrice de leur hôte et flotter, peut-être à la prochaine marée, en tant que vie autonome. (Voir aussi ‘La Perte de l’Entropie’)
MOTEUR CYTOSQUELETTIQUE – Le cytosquelette d’une cellule consiste en un réseau de “faisceaux en I” au taille moléculaire qui maintiennent la cellule dans sa forme. Certaines cellules modifiées peuvent ramper en développer leur cytosquelette tout d’un côté, et le dissolver de l’autre côté.
MYMOSH L’AUTO-ENGENDRÉ – Dans une nouvelle de Stanislaw Lem, Mymosh a commencé à exister accidentellement lorsqu’un objet largué d’un vaisseau spatial qui passait a secoué une décharge post-nucléaire, provoquant la chute, la collision et la fixation de divers objets, formant un être pensant.
NATURE MORTE AVEC PRUNES ET CHOCOLAT – Lorsqu’un nouveau laboratoire commence, il est important de le maintenir alimenté par l’enthousiasme, l’énergie et surtout les collations de minuit.
NATURE MORTE AVEC ACTINOLITE – La naturaliste ressent une affinité avec les myriad produits de la nature dans toute leur particularité et leur beauté. Chacun de nous étant unique, nous sommes attirés ou intrigués par un ensemble différent de textures, de processus, de fonctions, de valeurs et de couleurs de choses. Ces choses et ces combinaisons nous affectent de manière silencieuse et invisible, partagées à travers l’humanité.
NATURE MORTE FLOTTANTE – Ceux qui ont un instinct pour évaluer et faire ce qui doit être fait, et pour prendre soin des besoins des autres, remonter le moral et améliorer la vie de ceux qui les entourent.
959 – Le nématode Caenorhabditis Elegans est mathématiquement unique en ce que les individuelles de type sauvage contiennent exactement 959 cellules. La position de chaque cellule est aussi déterminée avec précision. C. elegans est transparent, de sorte que la fonction cellulaire et la lignée sont faciles à suivre.
NEUROTANGO – Lorsque vous écoutez de la musique, les neurones de vos oreilles encodent les sons en une séquence de signaux électriques, appelés trains de pointes, qui enregistrent le rythme, les tonalités et la texture de ce que vous entendez. Les trains de pointes sont envoyés à votre cortex, où les sons sont perçus, appréciés et interprétés.
NID DE ROCHE – Derrière une barrière apparemment impénétrable se trouve souvent un endroit calme de subsistance tranquille; S’y rendre peut être plus facile, si plus détourné, qu’on ne le pense.
NOTES À SOI-MÊME – La communication se présente sous diverses formes. Certains signes et signaux, comme un rire, un signe de la main ou un soupir, sont facilement compris par tant des gens, et même par certains animaux. D’autres sont ésotériques, peut-être seulement compris par une ou quelques personnes.
NUIT SILENCIEUSE – En préparant un échantillon pour la microscopie à force atomique, des molécules complexes auto-assemblées se déposent sur une surface de mica, où elles seront bientôt imagées. (Voir aussi “Ailes”, Wings)
PHYSIQUES IN FORMATION – Les formes matérielles nécessitent un éventail de forces, de poids, de densités, de vecteurs et d’autres ingrédients pour créer même une minuscule particule.
PLAN DE 500 ANS – Les voyages interstellaires pourraient éventuellement être gérés par des vaisseaux spatiaux auto-assemblés, qui atterriraient sur une planète ou un météore pratique, assembleraient de nouvelles pièces à partir de matières premières disponibles, feraient des réparations et reprendraient leur chemin.
PLUIE D’ABSTRACTIONS – Les problèmes techniques sont souvent résolus en trouvant des solutions à des équations complexes. Dans certains domaines de l’informatique, la solution la plus élégante à un problème consiste simplement à définir les bonnes représentations abstraites des données et des processus, pour une solution étonnamment simple.
PONTS QUANTIQUES – Une partie essentielle du travail aux interfaces de la science et de la technologie est la capacité pour se rapporter des phénomènes à différentes tailles de longueur, où nous sommes obligés de penser à la matière et à ses propriétés de différentes manières.
PORTRAIT DE PETER GACS – Depuis Pythagore et probablement avant, les mathématiciens ont vu le monde comme étant composé de nombres et équations, ce qui a conduit à de grandes perspicacités.
PRESQUE RÉEL – Les abstractions mathématiques ne ressemblent jamais à la réalité, mais elles sont souvent aussi puissantes et sont souvent plus éclairantes sur le plan conceptuel, de manière abstraite.
PROCESSION MIGRATOIRE – Les robots moléculaires distribués sont des troupeaux de machines simples communiquant entre elles pour accomplir des tâches collectives. Comme des fourmis, ces robots peuvent s’attacher les uns aux autres pour former des chaînes ou marcher les uns sur les autres pour créer des superstructures collectives.
PROCESSUS D’ÉLIMINATION – Les thérapies médicales avancées impliquent des robots moléculaires programmés pour «ramper» autour de l’extérieur des cellules ciblées (telles que les cellules cancéreuses) après avoir reconnu des marqueurs diagnostiques de surface cellulaire qui les identifient comme malignes. Lorsque la molécule interagit avec la membrane cellulaire, elle l’ouvre efficacement, détruisant la cellule.
RÉACTION-DIFFUSION – Les processus chimiques peuvent créer des motifs similaires aux taches sur les léopards, au patchwork sur les girafes, aux rayures sur les zèbres. Des modèles plus complexes pourraient être créés si la chimie pouvait être programmée.
RÉARRANGEMENTS – L’auto-assemblage est un processus qui crée spontanément de l’ordre. Au taille moléculaire, les composants qui s’auto-assemblent ne «savent» pas où aller, mais ils y arrivent. Les particules se combinent et se déposent de tant de manières, s’emboîtant au hasard, que finalement, petit à petit, elles deviennent complexes et peuvent se construire encore plus loin.
RÉCURRENCE – La théorie du contrôle étudie comment les boucles de rétroaction entre les capteurs et les actionneurs peuvent être utilisées pour créer des systèmes réactifs robustes, du régulateur de vitesse d’une voiture aux robots dans une usine, ou des circuits biochimiques dans une cellule.
ROYAUMES ENTRELACÉS – Après plus d’un siècle, les théories de la mécanique quantique – et leur validation expérimentale – continuent de nous obliger à nous débattre avec la nature de la réalité. Qu’est-ce que la superposition, la probabilité, l’intrication? Où en sommes-nous ?
SEE SAW – Pour tout ce que vous a vu, il y a plus que vous ne voyez pas.
SI VOUS OSEZ – L’investigation scientifique n’est jamais complète. Du point de vue de nouvelles expériences et connaissances viennent de nouvelles directions de poursuite.
SYNCHRONISATION – Des groupes de cellules (en particulier dans le système nerveux) et des groupes d’organismes, tels qu’une volée d’oiseaux, un banc de poissons ou une colonie de fourmis ou de lucioles, peuvent travailler ensemble dan les schémas concertés et synchronisés, comme s’ils suivaient des signaux perçue uniquement par leur groupe. Les scientifiques peuvent apprendre à observer et à détecter ces signaux.
TENSEGÉGRITÉ – Certaines structures sont faites de cordes et d’entretoises (comme un pont suspendu, ou les os et les tendons de créatures vivantes) où chaque entretoise est séparée, et chaque câble est tendu de telle manière que la structure ne s’effondre pas. L’intégrité de tension d’un objet ou d’un système créé par l’équilibre des éléments de tension est sa ‘tenségrité,’ alias: cohésion flottante.
THETA BAIE – Pendant le sommeil, l’activité neuronale devient très différente de celle de l’éveil. Isolé du monde extérieur, le cerveau glisse dans une progression de modes rythmiques et des vagues d’activité balayent les structures cérébrales, changeant à chaque étape du sommeil et du rêve. Quand vous vous réveillez, ces rythmes se réorganisent pour rencontrer votre réalité éveillée.
UNE DÉCHIRURE DANS LE TISSU – Les objets auto-guérisants
sont capables de réparer les dommages causés à leur structure. Ils vont du simple (par exemple l’eau) au complexe (par exemple la queue d’une salamandre). En biologie moléculaire, les fragments auto-réparateurs sont de bons candidats à la mutation, et donc à l’évolution. Le processus de découverte mathématique peut lui-même être auto-guérissant, car il équilibre la confusion causée par les paradoxes du monde réel.
UN ESPRIT PRÉPARÉ – Souvent, le meilleur résultat scientifique est le plus simple. Une solution ou une découverte peut, avec le recul, être si simple et si évidente qu’elle en est surprenante ou élégante. Pourtant, pour approcher cette simple vérité, il a peut-être fallu des instruments sophistiqués et des méthodes complexes pour explorer des milliers de possibilités.
UN PREMIER GOÛT – L’exposition à un jeune âge à la joie de la découverte peut provoquer une empreinte sérieuse et faire une impression pour tout la vie sur son facteur de curiosité.
VENEZ ENSEMBLE – Chacune des 100 billions de cellules de votre corps possède son propre ADN, sa propre usine moléculaire pour la construction de protéines et son propre circuit biochimique pour prendre des décisions. Bien qu’elles soient autonomes, ces cellules dépendent les unes des autres et fonctionnent ensemble comme si tout étais unifié. Certaines espèces, telles que les moisissures visqueuses, vivent comme des organismes unicellulaires indépendants au début de leur vie, puis s’unissent à d’autres cellules de moisissure visqueuse en un organisme multicellulaire pendant la dernière partie de leur vie. Les roboticiens pourraient un jour développer de petits robots capables de s’assembler eux-mêmes en un méta-robot plus grand et unifié.
VILLE DE VIE – Des organismes entiers – qu’il sont d’arbres, de baleines, de grenouilles ou d’humains – se développent à partir d’une seule cellule. Lorsque les cellules se divisent, chaque moitié ‘sait’ de manière innée quelle partie de l’organisme elle devrait devenir ensuite.
VISION FRAGMENTÉE – Dans le cerveau, les scènes visuelles sont décomposées en éléments élémentaires – bords, couleurs, coins, mouvement – à partir desquels des perceptions plus complexes sont dérivées – textures, formes, actions – et finalement les caractéristiques importantes de la scène sont reconnues. Comme pour le rêve, un examen plus approfondi du cortex visuel révèle une désintégration encore plus fine de chaque morceau d’une scène, pixélisé puis reconstruit dans la tête d’un observateur.
VUE – La rétine est un réseau complexe de cellules neurales qui détecte la lumière et commence immédiatement le traitement du signal pour réduire le bruit, augmenter la sensibilité et identifier les régions de contraste et de mouvement. Alors que l’œil d’un insecte consiste en une grille hexagonale régulière de cellules presque identiques, chacune avec sa propre lentille et ses propres neurones, l’œil d’un mammifère a une seule lentille et de nombreux neurones photorécepteurs espacés de manière quelque peu irrégulière.
ZOO DE PERLES – Dans une émulsion, les gouttelettes d’eau sont entourées et séparées par l’huile. Chaque gouttelette d’eau peut être remplie d’un ensemble différent de (peut-être aléatoires) molécules, dont les comportements peuvent ensuite être observés. Les scientifiques peuvent utiliser ces gouttelettes pour mener des millions de petites expériences en parallèle.