évolution biologique

Une nouvelle étude de Yale sur la levure montre comment des facteurs non génétiques sont impliqués dans l'évolution en temps réel.

Dans l'étude, publiée dans la revue Cell Reports du 27 octobre, des chercheurs de l'Institut de biologie systémique de Yale ont montré comment les mécanismes épigénétiques - des modifications du phénotype d'un organisme non causées par des altérations de sa séquence d'ADN - contribuent à l'évolution du réseau de gènes chez la levure qui est responsable de la régulation de l'utilisation du sucre galactose. L'étude a montré qu'un changement épigénétique dans l'activité des gènes se transmettait à travers des centaines de générations de levure, et elle a des implications plus larges concernant le rôle de l'épigénétique dans l'évolution.

"La nature est futée", a déclaré Murat Acar, auteur principal de l'article et professeur associé de biologie moléculaire, cellulaire et du développement, ainsi que de physique. "Elle trouve toujours une solution chaque fois qu'elle est mise au défi par quelque chose. Vous voulez avoir une sorte de gagnant parmi votre population pour surmonter cet environnement difficile".

Jusqu'à récemment, l'explication de l'évolution reposait uniquement sur des mutations génétiques spontanées stimulant des adaptations avantageuses dans les organismes, selon David Moreno Fortuno, associé postdoctoral à l'Institut de biologie des systèmes et l'un des co-auteurs de l'article. Il a expliqué que cette théorie est connue sous le nom de néodarwinisme parce que la nature des gènes n'avait pas encore été découverte à l'époque de Darwin.

La théorie darwinienne de l'évolution contraste avec l'idée de Jean-Baptiste Lamarck, autrefois largement discréditée, selon laquelle l'évolution consiste à transmettre de petits changements qui sont acquis au cours de la vie d'un organisme, selon le PBS. Lamarck a publié sa théorie au début du 19ème siècle en France, et l'exactitude de cette théorie est toujours débattue aujourd'hui, surtout au vu de la résurgence, au cours des deux dernières décennies, de l'étude des influences épigénétiques - ou pas - sur l'évolution.

Les chercheurs ont utilisé un marquage fluorescent dans les cellules de levure pour suivre l'expression des gènes codant du galactose, des cellules plus brillantes correspondant à une plus grande expression de ces gènes. Ils ont observé les niveaux de fluorescence sur une période de sept jours et ont sélectionné à plusieurs reprises les cellules les plus faibles de la population. Les chercheurs nomment cette séparation des cellules plus faibles de la population générale de "pression sélective". Par rapport à la population de levure d'origine, ils ont constaté une diminution dans le temps de la quantité d'expression de ces marqueurs au sein de la population expérimentale.

 "Cette diminution s'est maintenue, même lorsque  la pression sélective fut supprimée pendant plus de 200 générations", a déclaré M. Fortuno.

Du fait que le génome de la levure soit si petit - seulement 12 millions de paires de bases contre 3 milliards pour l'homme - l'analyse de l'ensemble du génome de l'organisme pour les mutations génétiques est beaucoup plus facile à réaliser dans les cellules de levure.

Certaines des cellules de levure qui avaient modifié l'expression du gène codant pour le galactose ne présentèrent aucune mutation dans le réseau de gènes spécifié. Les chercheurs ont donc pu exclure les contributions génétiques à leurs observations.

"En fin de compte, nous avons vu que les théories darwiniennes de l'évolution génétique ne sont pas en mesure d'expliquer ces résultats par elles-mêmes", a déclaré M. Acar. "Il est nécessaire d'y inclure la théorie évolutionniste lamarckienne pour expliquer tout le spectre de nos résultats".

M. Fortuno a abordé les implications potentielles de l'étude, en prédisant que les cellules cancéreuses malignes sont similaires aux cellules de levure dans la mesure où les deux types de cellules sont en "évolution constante". Il a ajouté que la compréhension du rôle des mécanismes épigénétiques dans les génomes des cellules de levure pourrait ouvrir des pistes de recherche pour développer des traitements contre le cancer ou déterminer le stade du cancer dont souffre un patient.

Il note également que certains scientifiques pensent que la culture est un mécanisme épigénétique. Bien que la culture soit non génétique, il est possible qu'elle ait un impact mesurable sur nos marques épigénétiques si ces experts ont raison.

Le document indique également que les mécanismes génétiques et épigénétiques "n'ont pas à s'exclure mutuellement". 

"En réponse à une condition environnementale particulière, les deux types de mécanismes peuvent jouer un rôle et se compléter l'un l'autre", peut-on lire dans le document.

Le document explique également que les mécanismes épigénétiques peuvent provoquer des adaptations plus rapides à un environnement changeant, ils agissent généralement sur une échelle de temps plus courte que les mécanismes génétiques. À l'inverse, les mécanismes génétiques sont en jeu sur des périodes plus longues et entraînent des changements plus permanents dans un organisme.

M. Acar souligne que cette étude n'est qu'une première étape vers une meilleure compréhension du rôle des facteurs épigénétiques et qu'il attend avec impatience de voir des expériences similaires être réalisées sur d'autres organismes.

"Ce n'est qu'alors que nous verrons si ces résultats peuvent être généralisés, qu'ils soient darwiniens, lamarckiens ou hybrides - une théorie unifiée de l'évolution régissant l'évolution des organismes", a-t-il déclaré.

Les cellules de levure se reproduisent de manière asexuée toutes les 90 à 100 minutes.

Auteur: Jalbert Jonathan

Info: https://yaledailynews.com/ NOV 12, 2020

[ biophysique ]

recombinaison latérale

Ce que nous savons sur la façon dont l'ADN passe d'une espèce à l'autre

Si vous avez les yeux de votre père ou les taches de rousseur de votre grand-mère, vous pouvez remercier les gènes transmis au sein de votre famille. Mais les chercheurs ont commencé à reconnaître qu’à un niveau biologique plus profond, un autre type d’héritage génétique se produit également. Les gènes peuvent glisser entre individus – ou même entre espèces – grâce à un processus connu sous le nom de transfert horizontal de gènes. Cela est peut-être loin d’être quotidien dans des organismes complexes comme les humains, mais sur une échelle de temps évolutive, cela pourrait se produire beaucoup plus souvent qu’on ne le pensait.

Les transferts horizontaux de gènes sont relativement courants dans le monde bactérien, où ils jouent un rôle important dans l’évolution et l’adaptation, ainsi que dans la propagation de la résistance aux antibiotiques. En fait, les biologistes évolutionnistes ont du mal à démêler certaines des premières branches de l’arbre de vie, car le nombre élevé de transferts horizontaux entre ces anciens organismes unicellulaires a si étroitement entrelacé les lignées. Les scientifiques savent également très peu de choses sur la façon dont ce processus pourrait avoir façonné de manière significative les génomes d’organismes complexes comme les plantes et les animaux.

Pendant de nombreuses années, les scientifiques qui soutenaient que des sauts horizontaux pouvaient se produire chez des espèces multicellulaires telles que les poissons ont été critiqués par leurs pairs. Une telle migration nécessite une chaîne d'événements improbables : un gène d'un individu doit d'une manière ou d'une autre pénétrer dans les cellules germinales qui produisent les spermatozoïdes ou les ovules d'un individu d'une autre espèce. De là, il doit pénétrer dans le noyau et pénétrer dans le génome de son nouvel hôte, qui doit ensuite produire une progéniture avec ces ovules ou spermatozoïdes pour transmettre ce génome modifié. Les moteurs importants de ce processus sont souvent les éléments génétiques appelés transposons, ou " gènes sauteurs ", qui peuvent se copier et se coller à différents endroits d’un génome, ou même d’un génome vers un autre. Parfois, ils semblent le faire en pénétrant dans le corps d'un nouvel hôte à l'intérieur d'un parasite ou d'un virus. C'est un parcours qui comporte de nombreuses étapes improbables, mais la biologie moléculaire suggère que ça existe.

Des études ont identifié des cas de transferts horizontaux chez un large éventail d’animaux, notamment des poissons, des grenouilles et des serpents. Pourtant, on ne sait pas exactement dans quelle mesure les organismes eucaryotes complexes partagent ainsi des gènes avec d’autres formes de vie. Les données recueillies jusqu'à présent suggèrent qu'il est plus probable que les gènes passent des bactéries aux eucaryotes que l'inverse : des expériences montrent que lorsque les gènes eucaryotes pénètrent dans les bactéries, celles-ci les éjectent le plus souvent.

Les biologistes ont fait de nombreuses découvertes surprenantes ces dernières années sur le mouvement des gènes entre les espèces.

Quoi de neuf et remarquable

En 2022, des chercheurs ont rapporté qu’un gène appelé BovB s’était déplacé indépendamment des serpents vers les grenouilles au moins 50 fois dans diverses parties de la planète. Bizarrement, ils ont constaté que cela se produisait beaucoup plus souvent à Madagascar qu’ailleurs. On ne sait pas pourquoi. Un facteur pourrait être le nombre élevé de parasites tels que les sangsues qui vivent sur l'île et se déplacent d'hôte en hôte, transportant des séquences d'ADN acquises dans le sang qu'elles ont bu. Les preuves d'anciens transferts de gènes horizontaux sont souvent brouillées avec le temps, mais les chercheurs espèrent désormais détecter les transferts sur le fait en examinant les organismes des sources chaudes du parc national de Yellowstone.

Le transfert horizontal de gènes semble également avoir joué un rôle dans la manière dont la vie marine autour des pôles a développé – ou plutôt emprunté – des défenses pour survivre au froid glacial. Les chercheurs ont pu montrer que les harengs et les éperlans, deux groupes de poissons qui ont divergé il y a plus de 250 millions d'années, utilisent le même gène pour fabriquer des protéines qui empêchent la croissance des cristaux de glace dans leur corps. Il a fallu des décennies pour convaincre les chercheurs que le gène devait être passé du hareng à l'éperlan. On ne sait pas exactement dans quelle mesure ce type de transfert horizontal se produit entre les cellules vertébrées, mais une étude a mis en évidence au moins 975 transferts entre 307 génomes de vertébrés, principalement chez les poissons à nageoires rayonnées.

Les transferts de gènes entre espèces concernent même les humains, ou plus particulièrement nos microbiomes, les puissantes armées de micro-organismes qui occupent nos intestins et d’autres parties du corps. Le microbiome d’un bébé humain vient d’abord de sa mère. Mais étonnamment, ces dons maternels ne sont pas toujours des cellules entières. De petits fragments d'ADN provenant des bactéries de la mère peuvent passer aux bactéries du bébé par le biais de transferts de gènes horizontaux, même des mois après la naissance. Ces gènes, qui proviennent souvent de souches bactériennes utiles chez la mère, pourraient jouer un rôle important dans la croissance et le développement du bébé. Bien qu’il ne soit pas clair si les transferts horizontaux de gènes profitent directement au bébé en lui transmettant des fonctions particulières, ils pourraient être indirectement utiles en assemblant un microbiome intestinal plus performant.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/ fév 2024, Yasemin Saplakoglu

[ échange ] [ transduction ] [ HVT ]

final sans fin

Mesdames et messieurs nous avons été absolument ravis de passer ce bon moment avec vous et j'ai donc le plaisir de vous présenter à la guitare : Monsieur Piotr Idriss Lee... Au saxophone nous avons Mme Franzisca Brel. Les arrangement sont de Jean-Philippe Erbien (qui a remplacé au pied levé Jacques Edouard de la Petite Bouillotte, qui s'est fracturé le poignet et à qui nous souhautons un prompt rétablissement... )

À la section rythmique vous aurez reconnu notre bassiste aimé l'inspecteur Missaire... ainsi que notre batteur le comissaire Pecteur. Merci mille fois d'être venu si nombreux... toute notre reconnaissance aussi au staff technique, au personnel du bar, de la billetterie et des vestiaires... bon retour à la maison à tous.... portez-vous bien... soyez prudent sur la route... que la paix soit avec vous... et à bientôt allez ciao tout le monde...

C'est fini, on arrive au bout... oui, c'est l'épilogue... le point final... la conclusion... le terme. Oui, nous touchons au but... c'est le dénouement, la mort du spectacle... nous sommes à destination... voici la chute, la clôture, la coda, le couronnement, l'ultime déclin, le crépuscule, le terminus, l'extinction, c'est une cessation, une finition, c'est l'accomplissement, l'arrêt, la dernière borne, il nous faut clore, clôturer, conclure, couronner ce sujet, dénouer cette affaire, ce thème est épuisé, il faut l'expédier, le mener à bien, fignoler cette fermeture, y mettre la dernière main... la dernière main... 

C'est la fin, il nous faut conclure C'est fini, on arrive au bout... ça va s'interrompre.... On y est c'est vraiment fini oui, c'est l'épilogue le point final la conclusion le terme enfin... On y arrive nous touchons au but, c'est l'aboutissement... le dénouement, la fin du voyage, l'extrémité finale, l'ultime frontière, l'issue, la résolution, c'est là que tout va se terminer, s'arrêter, cesser.... couper, stopper, s'achever, s'éteindre, se tarir, s'estomper, s'escamoter... nous allons partir, nous tirer, caleter, nous carapater, appareiller, battre en retraite, vous brûler la politesse, débarrasser le plancher, décamper, décaniller, décarrer, dégager, déguerpir, déménager, déserter le paysage, détaler, émigrer, foutre le camps, filer à l'anglaise, lever le siège, mettre les bouts, mettre les voiles, prendre congé, prendre la poudre d'escampette, prendre le large, prendre nos cliques et nos claques, prendre nos jambes à notre cou, nous barrer, nous casser, nous cavaler, nous débiner, nous défiler, nous dérober, nous mettre en route, nous tailler, nous trisser, tirer notre révérence....

Tout va maintenant se dénouer, se régler, finir, finir, finir, finir, se dissiper, Nous allons compléter la chose, définitivement, y mettre la dernière main, couper court... tout est consommé ! ...... nous avons couronné le tout, cette pièce va décéder, disparaître, nous allons entonner son chant du départ, elle a épuisé ses dernières ressources, il faut expédier les ultimes affaires courantes, fermer ce dossier définitivement, tout sera mort, nous aurons parachevé cette oeuvre, nous allons la parfaire, nous allons partir, nous ne faisions que passer, comme toute chose il faut disparaître, périr, il faut rompre le cycle...........

En musique .......... voilà, voilà, voilà...

Maintenant que les musiciens s'en sont donné à coeur joie nous allons enfin pouvoir conclure cette magnifique fin différée.... qui va maintenant gentiment s'amenuiser, s'arrêter petit à petit, s'éteindre, s'évanouir, s'interrompre, se dénouer pour finalement passer, succomber de sa belle mort, se tarir, trépasser.... Elle va atteindre sa dernière borne, son aboutissement, voici venir le bout du bout, le confins des confins, l'extrême, frontière finale, l'ultime lisière, le jour dernier, le dernier sommeil, son dernier soupir, dernier souffle, sa disparition, la cessation du grand voyage, le plongeon définitif, nous voilà rendu, c'est le repos éternel, voici son tombeau, l'extrémité finale, Quel bilan, quel couronnement, quelle apothéose.....

Il faut que ça cesse, que ça cesse, que ça cesse, que ça cesse, que ça cesse, que ça cesse... allez COUCHé !... qu'on stoppe qu'on en finisse, allez, partez !, dégagez ! disparaissez, foutez le camp, caletez, dépeuplez moi ces notes, détruisez les, que cela se dissolve, allez, vite, et non pas une éclipse mais une disparition pure et simple, un effacement, un effondrement, allez, stop... et vite allez, stop, je vous en prie, je vous en supplie... bououhhhh oiiinnn... j'ai promis au public que c'était fini, qu'on était au bout du tunnel... s'il vous plait... que tout s'arrête, finisse pour de bon, qu'on ne laisse pas ceci décliner, agoniser tout ceci trop longtemps, il faut liquider le problème, prendre une décision, lui donner le coup de grâce... trouver son bourreau, c'est fastidieux, assommant, ennuyeux, lassant, moribond... mon Dieu, quelle décadence, quelle décomposition, décrépitude,... quelle détresse d'en arriver à ce pareille extrémités, quel sinistre râle... je suis fatigué... ah, enfin.... Cela semble s'arrêter pour de bon... chhuuuut, taisez-vous, je n'ai pas envie de post scriptum, de complément, addenda, apostille, postface et autres explications complémentaires... Je suis usé, vidé, vide, essoré mais tranquille, enfin dans la vacuité désertique du néant, détruit mais enfin tout s'est arrêté, le spectacle est complet, achevé... Nous en voici débarrassés, tout s'est dégarni, démeublé, dénudé, dépeuplé, dépouillé, désempli, quelle heureuse solitude, joie de l'inanimé, l'infréquenté, l'inhabité, l'inoccupé....

Voici le silence infini, perpétuel... le vide intégral, la parfaite vacuité, l'insondable perfection cosmique, le plein, désert, le rien dans sa plénitude, la profonde perpétuité, un espace complètement pur et vacant, ouvert.. ah quel souverain vacuum, le zéro à son summum, la nudité suprême, insondable abîme, pleine inconsistance, totale inexistence.... non-être.

Auteur: MG

Info: 2008, texte d'une création humoristico-musicale, non aboutie, qui consistait à extendre la plus possible la fin d'un spectacle sur scène. Le lien en début de texte conduit vers une pré-maquette musicale de la chose qui avec ce texte et les images peut être appréhendée comme un triple codage

[ excipit ] [ exagération ] [ synonymes ]

microbiologie

Comment le microbiome* influence notre santé 

Nous ne sommes jamais seuls. En plus des 30 000 milliards de cellules humaines, notre corps abrite quelque 39 000 milliards de microbes – bactéries, champignons et protozoaires qui vivent dans nos intestins, nos poumons, notre bouche, notre nez, notre peau et ailleurs dans tout le corps. Les ensembles d’organismes présents dans et sur notre corps, le " microbiote ", font partie d’habitats microbiens plus larges, ou " microbiomes ", qui englobent tous les génomes viraux et cellulaires, les protéines codées et d’autres molécules dans leur environnement local. (Cependant,  il existe une certaine ambiguïté  dans les définitions, de sorte que l'utilisation des termes varie souvent.)

Bien que le microbiome soit récemment devenu un sujet brûlant en raison de son importance potentielle pour notre santé, ce n'est pas un concept nouveau. Certains font remonter ses origines au XVIIe siècle, lorsque le microbiologiste néerlandais Antonie van Leeuwenhoek a décrit pour la première fois de minuscules organismes qu'il avait prélevés dans sa bouche et observés sous un microscope artisanal. Tout au long des années 1900 et au début des années 2000, un certain nombre de découvertes ont attiré l'attention des gens sur les microbes vivant à l'intérieur de nous, mais ce domaine a reçu une attention accrue en 2007 lorsque les National Institutes of Health ont lancé le projet sur le microbiome humain. Depuis lors, les scientifiques ont catalogué de manière de plus en plus détaillée la biodiversité microbienne du corps humain. Ils ont découvert que les microbiomes sont distincts dans tout le corps : la composition microbienne de l’intestin, par exemple, est très différente de celle de la bouche. Ils en sont également venus à reconnaître qu’il n’existe pas de microbiome " ​​normal ". Au contraire, comme pour les empreintes digitales, chacun abrite une sélection unique d’espèces et de souches microbiennes.

Ces microbes jouent de nombreux rôles, depuis la protection contre les agents pathogènes et le réglage de nos réponses immunitaires jusqu'à la digestion des aliments et la synthèse des nutriments. Pour cette raison, lorsqu’un microbiome est désorganisé – par exemple à cause d’une mauvaise alimentation, de maladies infectieuses, de médicaments ou de facteurs environnementaux – cela peut avoir un effet d’entraînement sur notre santé. Des microbiomes malsains ont été associés au cancer, aux maladies cardiaques et pulmonaires, à l’inflammation et aux maladies inflammatoires de l’intestin. On pense même que les microbes régulent l’axe intestin-cerveau, une autoroute de communication qui relie le cerveau au système nerveux entérique, qui contrôle les intestins. Aujourd’hui, la médecine cible de plus en plus les microbiomes pour traiter diverses maladies. Par exemple, les greffes fécales contenant un microbiote sain sont parfois utilisées pour traiter des infections bactériennes graves du côlon.

Malgré une accélération de la recherche sur le microbiome au cours des dernières décennies, qui a donné naissance à de nouvelles technologies génomiques puissantes, de nombreuses questions fondamentales restent sans réponse complète. Comment acquérons-nous le microbiote et comment la communauté évolue-t-elle tout au long de notre vie ? Quel est l’impact des différents environnements et modes de vie sur le microbiome ? Comment le microbiome peut-il provoquer ou être utilisé pour traiter des maladies ? Ces questions et bien d’autres alimentent la recherche biologique et nous aident à mieux comprendre qui et ce qui fait de nous ce que nous sommes.

Quoi de neuf et remarquable

D’où vient notre microbiome ? Plusieurs études réalisées au cours de la dernière année ont donné des indications. Les bébés acquièrent la plupart de leurs microbes de leur mère à la naissance et dans les mois qui suivent. Mais il s’avère que les mères ne partagent pas seulement des organismes microbiens avec leurs bébés, elles partagent également des gènes microbiens. Dans une étude de 2022 publiée dans Cell , des scientifiques ont révélé que de courtes séquences d'ADN appelées éléments mobiles peuvent passer des bactéries de la mère aux bactéries du bébé, même des mois après la naissance. Comme je l'ai déjà signalé dans  Quanta , il est probable que ces gènes pourraient aider à développer un microbiome intestinal plus performant chez le bébé, ce qui pourrait à son tour développer davantage son système immunitaire.

La transmission ne se produit pas seulement à la naissance. En fait, les microbiomes sont incroyablement dynamiques et peuvent changer radicalement au cours de la vie d’une personne. Dans un article de Quanta publié l’année dernière, j’ai rendu compte de l’analyse mondiale la plus complète de la transmission du microbiome à ce jour. À l’aide de nouveaux outils génomiques, une équipe de biologistes italiens a retracé plus de 800 000 souches de microbes entre familles, colocataires, voisins et villages dans 20 pays. Ils ont découvert que les microbes sautent beaucoup entre les personnes, en particulier entre les conjoints et les colocataires, qui passent beaucoup de temps ensemble. Ces résultats suggèrent que certaines maladies qui ne sont pas considérées comme contagieuses pourraient avoir un aspect contagieux si elles impliquent le microbiome. Cependant, cette idée est spéculative et sera sûrement débattue et étudiée dans les années à venir.

Les connaissances sur la manière dont nous acquérons le microbiome et son impact sur notre corps ne proviennent pas uniquement d’études réalisées sur des humains. D’autres animaux possèdent également des microbiomes essentiels à leur santé et à leur développement – ​​et plusieurs études récentes ont établi des liens entre les microbes intestinaux et le cerveau. En 2019, Quanta a signalé que le comportement de peur diffère entre les souris ayant des microbiomes différents, et en 2022, nous avons rendu compte de la manière dont les microbiomes influencent les compétences sociales et la structure cérébrale du poisson zèbre.

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/ - 11 03 2024 - Yasemin Saplakogku. *Pour préciser : Le terme microbiote est suivi du nom de l'environnement dans lequel il se trouve. Par exemple, le « microbiote intestinal » fait référence au microbiote présent dans les voies intestinales. Le microbiome fait référence à l'ensemble des gènes hébergés par des micro-organismes, ce que l'on appelle le théâtre d'activité.

[ orchestre invisible du corps ] [ Des bactéries aux organes ]

particules élémentaires

Les imprévisibles effets de l'interaction forte continuent de surprendre les physiciens

Après plus d'un siècle de collision de particules, les physiciens ont une assez bonne idée de ce qui se passe au cœur de l'atome. Les électrons bourdonnent dans des nuages probabilistes autour d'un noyau de protons et de neutrons, chacun contenant un trio de particules bizarres appelées quarks. La force qui maintient tous les quarks ensemble pour former le noyau est la force forte, la bien nommée. C'est cette interaction forte qui doit être surmontée pour diviser l'atome. Et cette puissante force lie les quarks ensemble si étroitement qu'aucun quark n'a jamais été repéré en solo.

Ces caractéristiques des quarks, dont beaucoup peuvent être expliquées dans un cours de sciences au lycée, ont été établies comme des faits expérimentaux. Et pourtant, d'un point de vue théorique, les physiciens ne peuvent pas vraiment les expliquer.

Il est vrai qu'il existe une théorie de la force forte, et c'est un joyau de la physique moderne. Elle se nomme chromodynamique quantique (QCD), " chromo " faisant référence à un aspect des quarks appelé poétiquement " couleur ". Entre autres choses, la QCD décrit comment la force forte s'intensifie lorsque les quarks se séparent et s'affaiblit lorsqu'ils se rassemblent, un peu comme une bande élastique. Cette propriété est exactement à l'opposé du comportement de forces plus familières comme le magnétisme, et sa découverte dans les années 1970 a valu des prix Nobel. D'un point de vue mathématique, les quarks ont été largement démystifiés.

Cependant, les mathématiques fonctionnent mieux lorsque la force entre les particules est relativement faible, ce qui laisse beaucoup à désirer d'un point de vue expérimental. Les prédictions de la CDQ furent confirmées de manière spectaculaire lors d'expériences menées dans des collisionneurs qui rapprochèrent suffisamment les quarks pour que la force forte entre eux se relâche. Mais lorsque les quarks sont libres d'être eux-mêmes, comme c'est le cas dans le noyau, ils s'éloignent les uns des autres et exercent des pressions sur leurs liens de confinement, et la force forte devient si puissante que les calculs stylo papier sont mis en échec. Dans ces conditions, les quarks forment des protons, des neutrons et une multitude d'autres particules à deux ou trois quarks, généralement appelées hadrons, mais personne ne peut calculer pourquoi cela se produit.

Pour comprendre les bizarreries dont les quarks sont capables, les physiciens ne peuvent que lancer des simulations numériques de force brute (qui ont fait des progrès remarquables ces dernières années) ou regarder les particules ricocher dans de bonnes expériences de collisionnement à l'ancienne. Ainsi, près de 60 ans après que les physiciens aient formalisé le quark, la particule continue de surprendre.

Quoi de neuf et digne de mention

Pas plus tard que l'été dernier, la collaboration du LHCb au Grand collisionneur de hadrons en Europe a repéré des signes de deux variétés jusqu'alors inédites de quarks, les tétraquarks, furtivement observés à travers les tunnels souterrains du collisionneur. Cataloguer la diversité des comportements des quarks aide les physiciens à affiner leurs modèles pour simplifier les complexités de la force forte en fournissant de nouveaux exemples de phénomènes que la théorie doit rendre compte.

Les tétraquarks ont été découverts pour la première fois au LHC à l'été 2014, après plus d'une décennie d'indices selon lesquels les quarks pourraient former ces quatuors, ainsi que des groupes de deux ou trois. Cette découverte a alimenté un débat qui s'est enflammé malgré une question apparemment ésotérique: faut-il considérer quatre quarks comme une "molécule" formée de deux hadrons doubles quarks faiblement attirés connus sous le nom de mésons, ou s'assemblent-ils en paires plus inhabituelles connues sous le nom de diquarks?

Au cours des années qui suivirent, les physiciens des particules accumulèrent des preuves de l'existence d'une petite ménagerie de tétraquarks exotiques et de " pentaquarks " à cinq quarks. Un groupe se détacha en 2021, un tétraquark " à double charme " qui vécut des milliers de fois plus longtemps que ses frères exotiques (à 12 sextillionièmes de seconde comme le Methuselah). Il a prouvé qu'une variété de quark — le quark charme — pouvait former des paires plus résistantes que la plupart des suppositions ou des calculs minutieux l'avaient prédit.

À peu près à la même époque, les chercheurs ont mis au point une nouvelle façon de tamiser le maelström qui suit une collision proton-proton à la recherche d'indices de rencontres fortuites entre des composites de quarks. Ces brefs rendez-vous permettent de déterminer si un couple donné de hadrons attire ou repousse, une prédiction hors de portée du QCD. En 2021, les physiciens ont utilisé cette technique de "femtoscopie" pour apprendre ce qui se passe lorsqu'un proton s'approche d'une paire de quarks " étranges ". Cette découverte pourrait améliorer les théories sur ce qui se passe à l'intérieur des étoiles à neutrons.

L'année dernière, les physiciens ont appris que même les quarks de l'atome d'hélium, très étudié, cachent des secrets. Les atomes d'hélium dénudés ont inauguré le domaine de la physique nucléaire en 1909, lorsque Ernest Rutherford (ou plutôt ses jeunes collaborateurs) les projeta sur une feuille d'or et découvrit le noyau. Aujourd'hui, les atomes d'hélium sont devenus la cible de projectiles encore plus petits. Au début de l'année 2023, une équipe a tiré un flux d'électrons sur des noyaux d'hélium (composés de deux protons et de deux neutrons) et a été déconcertée de constater que les cibles remplies de quarks gonflaient bien plus que ce que la CDQ leur avait laissé supposer.

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/, Charlie Wood, 19 fev 2024

[ fermions ] [ bosons ]

judaïsme

Les Juifs, dit-on, fuyant de l'île de Crète, occupèrent les dernières terres de Libye. On tire un argument de leur nom; Ida est une célèbre montagne de Crète, habitée par les Idaei, mot dont l'addition barbare d'une lettre aura fait Judaei. Quelques-uns prétendent que, sous le règne d'Isis, l'Égypte regorgeant d'un excès de population s'en déchargea sur les terres voisines, et que la migration eut pour chefs Hierosolymus et Juda. Beaucoup font des Juifs une race d'Éthiopiens, que la crainte et la haine forcèrent, sous le roi Céphée, à changer de demeures; d'autres un assemblage d'Assyriens qui, faute de champs à cultiver, s'emparèrent d'une partie de l'Égypte, puis, se rapprochant de la Syrie, se bâtirent des villes et s'approprièrent les terres des Hébreux. Il en est enfin qui leur donnent une origine illustre; selon eux, les Solymes, nation célébrée dans les chants d'Homère, fondèrent une ville, et, de leur nom, l'appelèrent Hierosolyma.
La plupart des auteurs s'accordent à dire qu'une maladie contagieuse qui couvrait tout le corps de souillure s'étant répandue en Égypte, le roi Bocchoris en demanda le remède à l'oracle d'Amon, et reçut pour réponse de purger son royaume et de transporter sur d'autres terres, comme maudits des dieux, tous les hommes infectés. On en fit la recherche, et cette foule misérable, jetée dans un désert, pleurait et s'abandonnait elle-même, lorsque Moïse, un des exilés, leur conseilla de ne rien espérer ni des dieux ni des hommes, qui les avaient également renoncés, mais de se fier à lui comme à un guide céleste, le premier qui jusque-là eût apporté quelque secours à leurs misères. Ils y consentirent, et, sans savoir où ils allaient, ils marchèrent au hasard. Mais rien ne les fatiguait autant que le manque d'eau. Tout près d'expirer, ils s'étaient jetés par terre et gisaient dans ces vastes plaines, lorsqu'ils virent un troupeau d'ânes sauvages, revenant de la pâture, gagner une roche ombragée d'arbres. Moïse les suit, et, à l'herbe qui croît sur le sol, il devine et ouvre de larges veines d'eau. Ce fut un soulagement; et, après six jours d'une marche continuelle, le septième ils chassèrent les habitants de la première terre cultivée, s'y établirent et y fondèrent leur ville et leur temple.
Moïse, pour s'assurer à jamais l'empire de cette nation, lui donna des rites nouveaux et un culte opposé à celui des autres mortels. Là est profane tout ce qui chez nous est sacré, légitime tout ce que nous tenons pour abominable. L'effigie de l'animal qui leur montra la route et les sauva de la soif est consacrée dans le sanctuaire, et ils sacrifient le bélier comme pour insulter Amon. Ils immolent aussi le boeuf, que les Égyptiens adorent sous le nom d'Apis. Ils s'abstiennent de la chair du porc, en mémoire de la lèpre qui les avait jadis infectés, et à laquelle cet animal est sujet. Des jeûnes fréquents sont un aveu de la longue faim qu'ils souffrirent autrefois, et leur pain sans levain rappelle le blé qu'ils ravirent à la hâte. S'ils consacrent le septième jour au repos, c'est, dit-on, parce qu'il termina leurs misères; séduits par l'attrait de la paresse, ils finirent par y donner aussi la septième année. Suivant d'autres, cet usage fut établi pour honorer Saturne, soit qu'ils aient reçu les principes de la religion de ces Idéens qu'on nous montre chassés avec Saturne et fondant la nation des Juifs, soit parce que, des sept astres qui règlent la destinée des mortels, celui dont l'orbe est le plus élevé et la puissance la plus énergique est l'étoile de Saturne, et que la plupart des corps célestes exercent leur action et achèvent leur course par nombres septénaires.
Ces rites, quelle qu'en soit l'origine, se défendent par leur antiquité; ils en ont de sinistres, d'infâmes, que la dépravation seule a fait prévaloir. Car tout pervers qui reniait le culte de sa patrie apportait à leur temple offrandes et tributs. La puissance des Juifs s'en accrut, fortifiée d'un esprit particulier; avec leurs frères, fidélité à toute épreuve, pitié toujours secourable; contre le reste des hommes, haine et hostilité. Ne communiquant avec les autres ni à table, ni au lit, cette nation, d'une licence de moeurs effrénée, s'abstient pourtant des femmes étrangères; entre eux, tout est permis. Ils ont institué la circoncision pour se reconnaître à ce signe. Leurs prosélytes la pratiquent comme eux, et les premiers principes qu'on leur inculque sont le mépris des dieux, le renoncement à sa patrie, l'oubli de ses parents, de ses enfants, de ses frères. Toutefois on veille à l'accroissement de la population; il est défendu de tuer aucun nouveau-né, et l'on croit immortelles les âmes de ceux qui périssent dans les combats ou les supplices. Il s'ensuit qu'on aime à procréer et qu'on s'inquiète peu de mourir. Ils tiennent des Égyptiens l'usage d'enterrer les corps au lieu de les brûler; sur les enfers, même prévoyance, mêmes idées; quant au ciel, les croyances diffèrent. L'Égypte adore beaucoup d'animaux et se taille des images; les Juifs ne conçoivent Dieu que par la pensée et n'en reconnaissent qu'un seul. Ils traitent d'impies ceux qui, avec des matières périssables, se fabriquent des dieux à la ressemblance de l'homme. Le leur est le dieu suprême, éternel, qui n'est sujet ni au changement ni à la destruction. Aussi ne souffrent-ils aucune effigie dans leurs villes, encore moins dans leurs temples. Point de statues ni pour flatter leurs rois, ni pour honorer les Césars. Du reste, comme leurs prêtres chantaient au son de la flûte et des tambours, qu'ils se couronnaient de lierre, et qu'une vigne d'or fut trouvée dans le temple, quelques-uns ont cru qu'ils adoraient Bacchus, le vainqueur de l'Orient, opinion démentie par la différence des rites; Bacchus institua des fêtes riantes et joyeuses; le culte des Juifs est bizarre et lugubre.

Auteur: Tacite

Info: Histoires, Livre V [70 après J.-C.] A. Les affaires de Judée, 5,1-13

cosmologie

Vivons-nous dans un trou noir ?

Notre univers pourrait bien se trouver dans un vaste trou noir.
Remontons le temps : avant la venue de l’Homme, avant l’apparition de la Terre, avant la formation du soleil, avant la naissance des galaxies, avant toute lumière… il y a eu le Big Bang. C’était il y a 13,8 milliards d’années.

Mais avant cela ? De nombreux physiciens avancent qu’il n’y avait rien avant cela. Le temps a commencé à s’écouler, insistent-ils, au moment du Big Bang et méditer sur tout ce qui aurait pu se produire avant ne relève pas de la science. Nous ne comprendrons jamais à quoi pouvait ressembler le pré-Big Bang, ou bien ce dont il était constitué, ou encore qui a provoqué son explosion ayant mené à la formation de notre univers. Toutes ces notions vont au-delà de la compréhension dont l’Homme est capable.

Pourtant, quelques scientifiques non-conventionnels ne sont pas d’accord. D’après la théorie de ces physiciens, un peu avant le Big Bang, toute la masse et l’énergie de l’univers naissant étaient compactées dans une boule incroyablement dense – mais pas infinie. Appelons-la la graine d’un nouvel univers.

On imagine cette graine d’une taille incroyablement petite, peut-être des trillions de fois plus petite que n’importe quelle particule observable par l’Homme aujourd’hui. Et pourtant, il s’agit d’une particule capable de déclencher la particule de toutes les autres particules, sans oublier les galaxies, le système solaire, les planètes et les êtres vivants.

S’il n’y avait qu’une chose à appeler la particule de Dieu, cela y ressemble bien.

Mais comment une telle graine peut-elle se former ? Il y a bien une idée qui circule depuis quelques années, notamment soutenue par Nikodem Poplawski de l’Université de New Haven, selon laquelle la graine de notre univers a été forgée dans le four ultime, probablement l’environnement le plus extrême qui soit : dans un trou noir.

LA MULTIPLICITÉ DU MULTIVERS
Avant d’aller plus loin, il est essentiel d’avoir en tête qu’au cours des vingt dernières années, de nombreux physiciens théoriciens en sont venus à croire que notre univers n’est pas le seul. Au lieu de cela, nous faisons plus probablement partie du multivers, un immense tableau constitué d’univers distincts, chacun centré sur son étoile brillant dans le ciel de la nuit.

Comment, ou même si, un univers est lié à un autre fait l’objet de nombreuses discussions, toutes extrêmement spéculatives et impossibles à prouver à l’heure actuelle. Selon une théorie convaincante, la graine de l’univers ressemble à celle d’une plante : il s’agit d’un fragment de matériau essentiel, très compressé, caché dans une enveloppe protectrice.

C’est précisément ce qui se crée au sein d’un trou noir. Les trous noirs sont les restes d’étoiles géantes. Lorsqu’une telle étoile arrive à cours d’énergie, son noyau se détruit à l’intérieur et la gravité se charge de transformer le tout en un ensemble incroyablement puissant. Les températures atteignent 100 milliards de degrés ; les atomes sont écrasés ; les électrons sont broyés ; et tous ces éléments sont ballottés encore et encore.

À ce stade, l’étoile est devenue un trou noir dont l’attraction gravitationnelle est telle que pas même un faisceau de lumière ne peut s’en échapper. La frontière entre l’intérieur et l’extérieur d’un trou noir est nommée" l’horizon des événements". D’énormes trous noirs, certains des millions de fois plus massifs que le soleil, ont été découverts au centre de presque toutes les galaxies, dont notre propre Voie Lactée.

DES QUESTIONS À L'INFINI
Si vous vous basez sur les théories d’Einstein pour déterminer ce qui se produit au fond d’un trou noir, vos calculs vous mèneront à un endroit infiniment dense et petit : un concept hypothétique appelé singularité. Mais les infinités n’ont pas vraiment leur place dans la nature et le fossé se creuse avec les théories d’Einstein, qui permettent une incroyablement bonne compréhension du cosmos mais ont tendance à s’effondrer dès lors que d’énormes forces sont impliquées, comme celles en action dans un trou noir ou encore celles qui ont rythmé la naissance de notre univers.

Des physiciens comme le Dr. Poplawski avancent que la matière d’un trou noir atteint un point à partir duquel elle ne peut plus être écrasée. Aussi petite puisse-t-elle être, cette "graine" pèse le poids d’un milliard de soleils et est bien réelle, contrairement à une singularité.

Selon le Dr. Poplawski, le processus de compaction cesse car les trous noirs sont en rotation, ce qui dote la graine compactée d’une bonne torsion. Elle n’est alors pas seulement petite et lourde ; elle devient tordue et compressée, comme ces jouets montés sur ressorts, prêts à jaillir de leur boîte.

Jouets qui peuvent rapidement se rétracter lorsqu’on les y force. Appelez ça le Big Bang – ou le "big bounce" (le grand rebond) comme le Dr. Poplawski aime à le dire.

En d’autres termes, il est possible que le trou noir soit comme un conduit – une "porte à sens unique", explique le Dr. Poplawski – entre deux univers. Cela signifie que si vous tombez dans le trou noir au centre de la Voie Lactée, on peut imaginer que vous (ou du moins les particules complètement éclatées dont vous étiez auparavant composés) finirez dans un autre univers. Celui-ci ne se situe pas dans le nôtre, comme l’ajoute le scientifique : le trou fait tout bonnement office de lien, comme une racine partagée qui connecterait entre eux deux peupliers.

Qu’en est-il de nous autres, ici, dans notre propre univers ? Nous pourrions alors bien être le produit d’un autre univers, plus ancien. Appelons-le notre univers "mère". La graine que cette mère a forgée au sein d’un trou noir aurait peut-être connu son grand rebond il y a 13,8 milliards d’années. Et même si notre univers s’est étendu rapidement depuis, il se pourrait bien que nous soyons toujours cachés derrière l’horizon des événements d’un trou noir.

Auteur: Internet

Info: De Michael Finkel sur https://www.nationalgeographic.fr, avril 2019

[ spéculation ]

homme-animal

Les découvertes sur la conscience des animaux doivent nous faire réagir

Le 19 avril, la Déclaration de New York soulignait le vaste consensus scientifique sur l’existence d’une conscience chez les animaux. Pour l’auteur de cette tribune, il s’agit maintenant d’en tirer des conséquences concrètes. 

Les pieuvres peuvent-elles ressentir de la souffrance et du plaisir ? Et les poissons, les crabes, les crevettes ou les grillons ? Ces questions ont longtemps été négligées par la science, mais un nouveau domaine interdisciplinaire plein de vitalité émerge aujourd’hui pour les aborder. Il s’appuie sur l’expertise des neurosciences, de la psychologie, de la biologie évolutive, des sciences vétérinaires et de l’étude des comportements animaux. Bien que de nombreuses incertitudes subsistent, certains points de consensus sont apparus. 

La Déclaration de New York sur la conscience animale, publiée le 19 avril et cosignée par les plus grands experts du domaine, affirme la capacité des oiseaux et des mammifères à vivre des expériences conscientes. Avec prudence, les scientifiques établissent également une présomption raisonnable de subjectivité chez tous les autres vertébrés ainsi que chez de nombreux invertébrés, parmi lesquels les pieuvres, les crustacés et les insectes.

Des formes d’expérience qui nous font défaut

Qu’est-ce que la conscience ? Il peut s’agir d’expériences sensorielles ( celle, par exemple, d’un toucher, d’une odeur, d’une vue, d’un goût particuliers) et d’expériences agréables ou désagréables (l’expérience du plaisir, de la douleur, de l’espoir ou de la peur, notamment). L’expérience subjective exige plus que la simple aptitude à détecter des stimuli ; cependant, elle ne nécessite pas de facultés sophistiquées.

Bien sûr, des capacités linguistiques et rationnelles humaines permettent d’avoir des formes d’expérience que d’autres animaux n’ont probablement pas. Mais, de même, de nombreux animaux peuvent avoir des formes d’expérience qui nous font défaut, qu’elles soient sensorielles ou possiblement émotionnelles.

Pour accompagner la Déclaration de New York, les auteurs listent les surprenants résultats des dix dernières années d’études sur la cognition et les comportements animaux.

(Photo : Les couleuvres d’eau peuvent identifier leur propre odeur.)

Les couleuvres d’eau passent une forme de test de conscience de soi que la plupart d’entre nous ne réussiraient pas, en reconnaissant leur propre odeur et en remarquant ses changements. Le labre nettoyeur, petit poisson d’une dizaine de centimètres, réagit avec agressivité face à un miroir, puis il semble comprendre qu’il lui montre son image et il en étudie le reflet.

Si un expérimentateur lui place une tâche sur le corps, il essaie alors de la retirer en la frottant contre une surface. Chez les humains, un tel comportement de reconnaissance de soi n’est observé qu’à partir de l’âge de 18 mois. 

Les pieuvres ont une aversion durable pour les lieux où elles ont reçu une injection douloureuse et gardent un penchant pour ceux où l’on a soulagé leur douleur avec un anesthésiant local.

Les rats, les iguanes et les crabes font des compromis subtils entre plusieurs préoccupations. Exemple : si la lumière extérieure devient trop vive, les crabes se réfugient dans un abri, mais ils y renoncent s’ils y ont subi un choc électrique par le passé. Leur décision dépend de l’intensité du choc, dont ils gardent la mémoire, et de la force de la luminosité. Cet arbitrage entre des priorités concurrentes suggère qu’ils ont une faculté similaire à la nôtre de soupeser et de gérer des besoins de nature très différente.

Souffrances inimaginables

Du côté des insectes, les bourdons semblent apprécier de jouer avec des billes de bois, d’autant plus s’ils sont en situation de détente. Et, comme les humains, les mouches drosophiles connaissent diverses phases de sommeil, mais ont un repos perturbé si on les place en isolement social.

Les dernières découvertes nous montrent que nous avons amplement sous-estimé les capacités cognitives et émotionnelles des animaux. Ce genre d’erreur n’est pas nouveau, mais a des conséquences morales dramatiques. Jusque dans les années 1970, il était par exemple courant de penser que les bébés humains ne ressentaient pas la douleur, ce qui amenait à les opérer sans anesthésie. De nos jours, les femmes et les patients noirs subissent encore des discriminations face au traitement de leurs douleurs.

La croyance en une différence significative entre les ressentis des humains et ceux des autres animaux, davantage issue de notre culture religieuse et d’un mécanisme d’évitement de la culpabilité plutôt que de résultats scientifiques concrets, nous a aussi amenés à tolérer la création d’industries provoquant des souffrances inimaginables à un nombre colossal d’animaux. 

(Photo : Des découvertes récentes ont permis de prouver que les iguanes étaient capables d’effectuer des compromis pour prendre leurs décisions.)

En France, des centaines de milliers d’animaux soumis à l’expérimentation animale des laboratoires subissent des douleurs intenses et prolongées. Les poissons sont trente à quarante fois plus nombreux que les animaux terrestres à mourir pour l’industrie alimentaire et quasiment rien n’est fait pour atténuer leurs souffrances.

" Renoncer à des habitudes spécistes "

De nouveaux types d’élevages industriels, dont nous nous passions bien jusqu’ici, sont à l’étude en France et en Europe. Des milliards d’insectes seront bientôt réduits en farine chaque année pour nourrir de nouveaux élevages intensifs de saumons. Des projets d’élevage de pieuvres promettent l’exploitation intensive à ces animaux solitaires et particulièrement intelligents, dont l’alimentation dépendra principalement de la pêche d’animaux sauvages, aux dépens de la vie marine.

En 2022, des centaines de chercheurs internationaux ayant dédié leur carrière à l’étude de l’éthique avertissaient du caractère foncièrement injuste de faire subir des violences non nécessaires à des animaux. Dans la Déclaration de Montréal sur l’exploitation animale, ils s’accordaient sur " la nécessité de condamner l’ensemble des pratiques qui supposent de traiter les animaux comme des choses ou des marchandises " et d’œuvrer au développement d’une agriculture végétale.

" Ceci requiert en particulier, poursuivaient-ils, de renoncer à des habitudes spécistes bien ancrées et de transformer […] certaines de nos institutions. " Posons-nous sincèrement la question : nos préférences collectives pour les plats carnés et les poissons justifient-elles les souffrances que l’industrie alimentaire inflige aux animaux ?

Auteur: Riberolles Gautier

Info: https://reporterre.net/ - 13 mai 2024

[ entendement ] [ comparaison ]

linguistique de masse

L'intelligence artificielle travaille-t-elle en anglais ? 

Des scientifiques de l’EPFL ont montré que les grands modèles de langage semblent utiliser l’anglais en interne même lorsqu’ils sont sollicités dans une autre langue, ce qui pourrait avoir des conséquences en termes de biais linguistiques et culturels.

Les grands modèles de langage (LLM), tels que ChatGPT d’Open AI et Gemini de Google, ont conquis le monde et surprennent par leur capacité à comprendre les utilisatrices et utilisateurs et à leur répondre avec un discours en apparence naturel.

Bien qu’il soit possible d’interagir avec ces LLM dans n’importe quelle langue, ces derniers sont entraînés avec des centaines de milliards de paramètres textuels, principalement en anglais. Certaines personnes ont émis l’hypothèse qu’ils effectuaient la majeure partie de leur traitement interne en anglais et traduisaient ensuite dans la langue cible au tout dernier moment. Mais il y avait peu de preuves de cela, jusqu’à aujourd’hui.

Tests de Llama

Des chercheuses et chercheurs du Laboratoire de science des données (DLAB) de la Faculté informatique et communications de l’EPFL ont étudié le LLM open source Llama-2 (grand modèle de langage IA développé par Meta) pour essayer de déterminer quelles langues étaient utilisées à quels stades de la chaîne informatique.

" Les grands modèles de langage sont entraînés pour prédire le mot suivant. Pour cela, ils font correspondre chaque mot à un vecteur de nombres, c’est-à-dire à un point de données multidimensionnel. Par exemple, l’article le se trouvera toujours exactement à la même coordonnée fixe des nombres ", explique le professeur Robert West, responsable du DLAB.

" Les modèles enchaînent environ 80 couches de blocs de calcul identiques, chacun transformant un vecteur qui représente un mot en un autre vecteur. À la fin de cette séquence de 80 transformations, on obtient un vecteur représentant le mot suivant. Le nombre de calculs est déterminé par le nombre de couches de blocs de calcul. Plus il y a de calculs, plus votre modèle est puissant et plus le mot suivant a de chances d’être correct. "

Comme l’explique la prépublication intitulée Do Llamas Work in English? On the Latent Language of Multilingual Transformers, Robert West et son équipe ont forcé le modèle à répondre après chaque couche chaque fois qu’il essayait de prédire le mot suivant au lieu de le laisser effectuer les calculs à partir de ses 80 couches. Ils ont ainsi pu voir quel mot le modèle aurait prédit à ce moment-là. Ils ont mis en place différentes tâches telles que demander au modèle de traduire une série de mots français en chinois.

" Nous lui avons donné un mot français, puis la traduction en chinois, un autre mot français et la traduction en chinois, etc., de sorte que le modèle sache qu’il est censé traduire le mot français en chinois. Idéalement, le modèle devrait donner une probabilité de 100% pour le mot chinois. Mais lorsque nous l’avons forcé à faire des prédictions avant la dernière couche, nous avons remarqué que la plupart du temps, il prédisait la traduction anglaise du mot français, bien que l’anglais n’apparaisse nulle part dans cette tâche. Ce n’est qu’au cours des quatre ou cinq dernières couches que le chinois est en fait plus probable que l’anglais ", affirme Robert West.

Des mots aux concepts

Une hypothèse simple serait que le modèle traduit la totalité de l’entrée en anglais et la traduit à nouveau dans la langue cible juste à la fin. Mais en analysant les données, les chercheuses et chercheurs sont parvenus à une théorie bien plus intéressante.

Dans la première phase des calculs, aucune probabilité n’est attribuée à l’un ou l’autre mot. Selon eux, le modèle s’attache à résoudre les problèmes d’entrée. Dans la seconde phase, où l’anglais domine, les chercheuses et chercheurs pensent que le modèle se trouve dans une sorte d’espace sémantique abstrait où il ne raisonne pas sur des mots isolés mais sur d’autres types de représentations qui concernent davantage des concepts, sont universels dans toutes les langues et représentent plus un modèle du monde. C’est important car, pour bien prédire le mot suivant, le modèle doit en savoir beaucoup sur le monde et l’un des moyens d’y parvenir est d’avoir cette représentation des concepts.

" Nous supposons que cette représentation du monde en termes de concepts est biaisée en faveur de l’anglais, ce qui serait très logique car les données utilisées pour entraîner ces modèles sont à environ 90% en anglais. Ils cartographient les mots en entrée à partir d’un espace de mots superficiel, dans un espace de signification plus profond avec des représentations de la façon dont ces concepts sont liés les uns aux autres dans la réalité – et les concepts sont représentés de la même manière que les mots anglais, plutôt que les mots correspondants dans la langue d’entrée réelle ", déclare Robert West.

Monoculture et biais

Cette domination de l’anglais amène à se poser la question suivante: " est-ce important "? Les chercheuses et chercheurs pensent que oui. D’après de nombreuses recherches, les structures qui existent dans le langage influencent la manière dont nous construisons la réalité et les mots que nous employons sont profondément liés à la façon dont nous pensons le monde. Robert West suggère de commencer à étudier la psychologie des modèles de langage en les traitant comme des êtres humains et, dans différentes langues, en les interrogeant, en les soumettant à des tests de comportement et en évaluant leurs biais.

" Je pense que cette recherche a vraiment touché un point sensible, car les gens s’inquiètent de plus en plus de ce genre de problème de monoculture potentielle. Les modèles étant meilleurs en anglais, bon nombre de chercheuses et chercheurs étudient aujourd’hui la possibilité d’introduire un contenu en anglais et de le traduire dans la langue souhaitée. D’un point de vue technique, cela pourrait fonctionner, mais je pense que nous perdons beaucoup de nuances, car ce que vous ne pouvez pas exprimer en anglais ne sera pas exprimé ", conclut Robert West.

Auteur: Internet

Info: https://actu.epfl.ch/news/l-intelligence-artificielle-travaille-t-elle-en--2/#:~:text=Les%20chercheuses%20et%20chercheurs%20pensent%20que%20oui.,dont%20nous%20pensons%20le%20monde.

[ anglocentrisme ] [ spécificités des idiomes ] [ homme-machine ] [ symboles univers ] [ ethnocentrisme ]

onomasiologie algébrique

Critique réciproque de l’intelligence artificielle et des sciences humaines

Je me souviens d’avoir participé, vers la fin des années 1980, à un Colloque de Cerisy sur les sciences cognitives auquel participaient quelques grands noms américains de la discipline, y compris les tenants des courants neuro-connexionnistes et logicistes. Parmi les invités, le philosophe Hubert Dreyfus (notamment l’auteur de What Computers Can’t Do, MIT Press, 1972) critiquait vertement les chercheurs en intelligence artificielle parce qu’ils ne tenaient pas compte de l’intentionnalité découverte par la phénoménologie. Les raisonnements humains réels, rappelait-il, sont situés, orientés vers une fin et tirent leur pertinence d’un contexte d’interaction. Les sciences de la cognition dominées par le courant logico-statistique étaient incapables de rendre compte des horizons de conscience qui éclairent l’intelligence. Dreyfus avait sans doute raison, mais sa critique ne portait pas assez loin, car ce n’était pas seulement la phénoménologie qui était ignorée. L’intelligence artificielle (IA) n’intégrait pas non plus dans la cognition qu’elle prétendait modéliser la complexité des systèmes symboliques et de la communication humaine, ni les médias qui la soutiennent, ni les tensions pragmatiques ou les relations sociales qui l’animent. A cet égard, nous vivons aujourd’hui dans une situation paradoxale puisque l’IA connaît un succès pratique impressionnant au moment même où son échec théorique devient patent.

Succès pratique, en effet, puisqu’éclate partout l’utilité des algorithmes statistiques, de l’apprentissage automatique, des simulations d’intelligence collective animale, des réseaux neuronaux et d’autres systèmes de reconnaissance de formes. Le traitement automatique du langage naturel n’a jamais été aussi populaire, comme en témoigne par exemple l’usage de Google translate. Le Web des données promu par le WWW consortium (dirigé par Sir Tim Berners-Lee). utilise le même type de règles logiques que les systèmes experts des années 1980. Enfin, les algorithmes de computation sociale mis en oeuvre par les moteurs de recherche et les médias sociaux montrent chaque jour leur efficacité.

Mais il faut bien constater l’échec théorique de l’IA puisque, malgré la multitude des outils algorithmiques disponibles, l’intelligence artificielle ne peut toujours pas exhiber de modèle convaincant de la cognition. La discipline a prudemment renoncé à simuler l’intelligence dans son intégralité. Il est clair pour tout chercheur en sciences humaines ayant quelque peu pratiqué la transdisciplinarité que, du fait de sa complexité foisonnante, l’objet des sciences humaines (l’esprit, la pensée, l’intelligence, la culture, la société) ne peut être pris en compte dans son intégralité par aucune des théories computationnelles de la cognition actuellement disponible. C’est pourquoi l’intelligence artificielle se contente dans les faits de fournir une boîte à outils hétéroclite (règles logiques, syntaxes formelles, méthodes statistiques, simulations neuronales ou socio-biologiques…) qui n’offrent pas de solution générale au problème d’une modélisation mathématique de la cognition humaine.

Cependant, les chercheurs en intelligence artificielle ont beau jeu de répondre à leurs critiques issus des sciences humaines : "Vous prétendez que nos algorithmes échouent à rendre compte de la complexité de la cognition humaine, mais vous ne nous en proposez vous-mêmes aucun pour remédier au problème. Vous vous contentez de pointer du doigt vers une multitude de disciplines, plus complexes les unes que les autres (philosophie, psychologie, linguistique, sociologie, histoire, géographie, littérature, communication…), qui n’ont pas de métalangage commun et n’ont pas formalisé leurs objets ! Comment voulez-vous que nous nous retrouvions dans ce bric-à-brac ?" Et cette interpellation est tout aussi sensée que la critique à laquelle elle répond.

Synthèse de l’intelligence artificielle et des sciences humaines

Ce que j’ai appris de Hubert Dreyfus lors de ce colloque de 1987 où je l’ai rencontré, ce n’était pas tant que la phénoménologie serait la clé de tous les problèmes d’une modélisation scientifique de l’esprit (Husserl, le père de la phénoménologie, pensait d’ailleurs que la phénoménologie – une sorte de méta-science de la conscience – était impossible à mathématiser et qu’elle représentait même le non-mathématisable par exellence, l’autre de la science mathématique de la nature), mais plutôt que l’intelligence artificielle avait tort de chercher cette clé dans la seule zone éclairée par le réverbère de l’arithmétique, de la logique et des neurones formels… et que les philosophes, herméneutes et spécialistes de la complexité du sens devaient participer activement à la recherche plutôt que de se contenter de critiquer. Pour trouver la clé, il fallait élargir le regard, fouiller et creuser dans l’ensemble du champ des sciences humaines, aussi opaque au calcul qu’il semble à première vue. Nous devions disposer d’un outil à traiter le sens, la signification, la sémantique en général, sur un mode computationnel. Une fois éclairé par le calcul le champ immense des relations sémantiques, une science de la cognition digne de ce nom pourrait voir le jour. En effet, pour peu qu’un outil symbolique nous assure du calcul des relations entre signifiés, alors il devient possible de calculer les relations sémantiques entre les concepts, entre les idées et entre les intelligences. Mû par ces considérations, j’ai développé la théorie sémantique de la cognition et le métalangage IEML : de leur union résulte la sémantique computationnelle.

Les spécialistes du sens, de la culture et de la pensée se sentent démunis face à la boîte à outils hétérogène de l’intelligence artificielle : ils n’y reconnaissent nulle part de quoi traiter la complexité contextuelle de la signification. C’est pourquoi la sémantique computationnelle leur propose de manipuler les outils algorithmiques de manière cohérente à partir de la sémantique des langues naturelles. Les ingénieurs s’égarent face à la multitude bigarrée, au flou artistique et à l’absence d’interopérabilité conceptuelle des sciences humaines. Remédiant à ce problème, la sémantique computationnelle leur donne prise sur les outils et les concepts foisonnants des insaisissables sciences humaines. En somme, le grand projet de la sémantique computationnelle consiste à construire un pont entre l’ingénierie logicielle et les sciences humaines de telle sorte que ces dernières puissent utiliser à leur service la puissance computationnelle de l’informatique et que celle-ci parvienne à intégrer la finesse herméneutique et la complexité contextuelle des sciences humaines. Mais une intelligence artificielle grande ouverte aux sciences humaines et capable de calculer la complexité du sens ne serait justement plus l’intelligence artificielle que nous connaissons aujourd’hui. Quant à des sciences humaines qui se doteraient d’un métalangage calculable, qui mobiliseraient l’intelligence collective et qui maîtriseraient enfin le médium algorithmique, elles ne ressembleraient plus aux sciences humaines que nous connaissons depuis le XVIIIe siècle : nous aurions franchi le seuil d’une nouvelle épistémè.

Auteur: Lévy Pierre

Info: https://pierrelevyblog.com/2014/10/08/intelligence-artificielle-et-sciences-humaines/

[ mathématification idiomatique ]