Istanbul et Dublin cachent un secret mathématique

Entièrement immergés dans l’été, nous recherchons la meilleure destination de vacances. Cette année, j’ai proposé de découvrir les secrets mathématiques que cachent certaines villes, en visitant des enclaves qui ont été décisives pour le développement de certains domaines des mathématiques. Tout comme la génétique est née dans les jardins du Abbaye de Saint Thomas de Brno (République tchèque) grâce aux expériences du frère augustin Gregor Johann Mendelcertaines avancées fondamentales en statistique sont apparues dans des endroits inattendus aux mains d’esprits brillants.

A Istanbul et à Dublin, certaines branches de la statistique sont nées dans des lieux éloignés de l’université : une bonne raison de les choisir comme villes vedettes du tourisme mathématique.

Florence Nightingale et la caserne Scutari (Istanbul)

A Istanbul est le cuartel à Selimiye o Scutari, quartier général du quartier général de commandement de la 1ère armée turque. Construit en 1800, pendant la Guerre de Crimée (1854-1856)a été occupé par l’armée britannique lors de son voyage du Royaume-Uni à la Crimée et a été utilisé comme hôpital militaire.

Le 4 novembre 1854, une jeune infirmière italienne, Florence Nightingale, est venu à Scutari avec 38 infirmiers bénévoles pour soigner des milliers de soldats blessés et malades. Le panorama qu’ils découvrent est sombre : les conditions hospitalières sont totalement insalubres, les soldats blessés reçoivent des soins inadéquats, tandis que les commandants de l’armée sont totalement indifférents à cette situation.

Le diagramme de la rose

Au cours de son séjour, Florence a noté les causes de décès des soldats, notant que la grande majorité des décès étaient causés par des agents infectieux dérivés des conditions déplorables de l’hôpital, et pouvaient donc être évités.

Lors du premier été de Florence à l’hôpital, plus de 4 000 soldats sont morts, dont seulement 10% sont morts des suites de blessures sur le champ de bataille. Le reste des décès était dû à des maladies telles que le typhus, le choléra ou la dysenterie.

Les améliorations apportées par Florence Nightingale aux conditions sanitaires dans lesquelles vivaient les malades contribuèrent à réduire la mortalité et jetèrent les bases des soins infirmiers modernes. Ce que Nightingale avait fait, c’était des statistiques.

À son retour à Londres en 1857, il organise toutes les données recueillies sur les statistiques de mortalité. Afin de les présenter au gouvernement britannique et de le convaincre de la nécessité de réformes hygiéniques dans les hôpitaux, il crée le diagramme rose (ou diagramme de zone polaire). Trois variables sont représentées dans ce diagramme statistique : le temps (chaque secteur correspond à un mois), le nombre de décès (la superficie du secteur) et la cause du décès (la couleur).

En 1858, Florence Nightingale devient la première femme membre du Société royale de statistiqueen reconnaissance de son travail statistique.

Actuellement, la tour nord de la caserne Scutari abrite un musée dédié à Florence Nightingale et le 12 mai, jour de la naissance de Florence, le journée internationale des soins infirmiers.

William S. Gosset et la Brasserie (Dublin)

Au centre de Dublin se trouve la Guinness Storehouse, l’ancienne brasserie du même nom, et à l’intérieur une plaque dédiée à la statisticien William Sealy Gosset.

Gosset, chimiste et mathématicien, est allé travailler à la brasserie Guinness au début du XXe siècle pour améliorer la bière en sélectionnant les meilleures variétés d’orge par des expériences et des mesures statistiques.

Les circonstances entourant le processus de fermentation de la bière signifiaient que le nombre d’expériences que Gosset pouvait réaliser était faible et, par conséquent, ne pouvait pas appliquer de manière fiable les techniques statistiques actuelles.

Gosset a travaillé dans le laboratoire du grand statisticien Karl Pearsonqui l’ont aidé dans la publication des résultats obtenus.

Dans son article L’erreur probable d’une moyennepublié sous le pseudonyme Student, présentait ce qu’on appelle aujourd’hui Distribution t de Studentgrâce à laquelle la moyenne d’une population normalement distribuée peut être estimée lorsque la taille de l’échantillon est petite.

Les travaux de Gosset sont allés plus loin en utilisant une simulation qui lui a permis de vérifier empiriquement les résultats théoriques obtenus. Sa simulation était manuelle, sans l’aide d’un ordinateur comme cela se fait aujourd’hui.

Gosset a utilisé 3 000 points de données pour deux variables aléatoires qui suivaient une distribution normale (hauteur et longueur du majeur gauche obtenues à partir d’une base de données criminelle), a écrit chaque paire de données sur une carte et a créé 750 groupes de 4 cartes. Ensuite, il a calculé la moyenne de chaque groupe et la moyenne totale des 3 000 points de données, vérifiant ainsi la validité de vos formules

On associe souvent la science à l’université mais, bien que ce couple soit très prolifique, il existe des exemples comme ceux que nous venons de montrer où les mathématiques (ou les sciences en général) se sont développées ailleurs, d’abord incroyable. S’il y a tourisme gastronomique, tourisme d’aventure… pourquoi ne pas promouvoir le tourisme scientifique ? Bon voyage!