Introduction de Jean-Pierre Luminet, Astrophysicien, parrain du 16ème Salon Culture et Jeux Mathématiques sur le thème de "Mathématiques et lumière" en 2015

Dans le cadre de l'année internationale de la lumière décidée par l'UNESCO, il paraissait naturel d’associer la seizième édition du Salon Culture et Jeux Mathématiques au thème extrêmement riche de la lumière. Des lumières, dois-je plutôt écrire. En effet, les phénomènes liés à la lumière et les disciplines qui les décrivent – des mathématiques à la physique, de l’astronomie à la biologie, de la physiologie aux arts visuels, etc. – recouvrent pratiquement tous les domaines de l’activité humaine.

Après tout, nous sommes des êtres faits de lumière (celle des étoiles, transformée en matière) et nous nous nourrissons d’elle. C’est donc l’ambition de la brochure Maths Lumière Express 2015 que de présenter, en une série de contributions rédigées par des chercheurs de différentes disciplines, un panorama général de la lumière dans tous ses états.

L’ouvrage est découpé en plusieurs sections, chacune consacrée à tel ou tel aspect de la lumière. Une présentation historique s’impose d’emblée, rappelant combien la nature de la lumière, et les mathématiques pour la décrire, ont fait l’objet de hautes spéculations depuis l’Antiquité. Il n’est pas surprenant d’y retrouver les contributions des plus grands noms de l’histoire des sciences, d’Euclide à Einstein en passant par Alhazen, Descartes, Kepler, Newton, Maxwell et bien d’autres. La physique et les mathématiques de la lumière constituent ensuite un chapitre essentiel. Les mesures de la vitesse de la lumière, dans le vide ou dans les matériaux, l’étude des phénomènes lumineux comme l’arc-en-ciel, la polarisation, la transparence, etc., sont autant de jalons essentiels dans l’histoire de la physique classique. Mais l’avènement, au début du XXe siècle, des théories de la relativité et de la mécanique quantique, a apporté des éclairages (le mot est approprié !) radicalement neufs sur les divers états de la lumière – onde, corpuscule, trame de l’espace-temps, etc.

Ils ont débouché sur d’innombrables innovations technologiques qui, comme le laser, constituent désormais notre quotidien. Or, notre quotidien, c’est aussi et surtout la lumière naturelle de notre étoile Soleil, et le petit miracle naturel qui réussit à convertir cette énergie lumineuse en matière vivante. Nous voici dans l’immense domaine de la biologie et des fascinants rapports que le vivant, sous toutes ses formes, entretient avec les phénomènes lumineux. La brochure serait incomplète si elle n’abordait pas aussi la question du rôle de la lumière dans les arts visuels : peinture, sculpture, photographie, cinéma. Car l’art est ce qui rend la vie plus intéressante que l’art.

Devant un aussi riche contenu, les lecteurs, et les jeunes en particulier, devraient y trouver de quoi satisfaire leur curiosité, ainsi que quelques réponses aux innombrables questions qui ne manqueront pas de leur venir à l’esprit en fonction de leurs intérêts variés. Victor Hugo, cet immense poète curieux de toutes les disciplines de l’esprit, écrivait Chaque homme dans sa nuit s’en va vers sa lumière. En ces temps agités de nos civilisations, assombris par tant d’obscurantismes de divers

ordres, puissent ce salon Mathématiques et Lumière et cette modeste – mais ambitieuse – brochure, apporter à chacun ce petit surplus de lumière intérieure dont nous avons tous tant besoin.

Jean-Pierre Luminet

mars 2015