nanomonde

Le carbone en effet est un élément singulier : c'est le seul qui soit capable de s'unir avec lui-même en longues chaines stables sans grande dépense d'énergie, et à la vie sur terre (la seule que nous connaissions jusqu'ici) il faut justement de longues chaines. C'est pourquoi le carbone est l'élément clef de la substance vivante - mais sa promotion, son entrée dans le monde vivant, n'est pas aisée, elle doit suivre un itinéraire obligé, compliqué, qui n'a été éclairci (et pas définitivement encore) que ces dernières années. Si l'avatar organique du carbone ne se déroulait pas quotidiennement autour de nous, à l'échelle de milliards de tonnes par semaine, partout où affleure le vert d'une feuille, le nom de miracle lui reviendrait de plein droit.

L'atome dont nous parlons, accompagné de ses deux satellites* qui le maintiennent à l'état de gaz, fut donc entrainé par le vent le long d'un espalier de vigne, dans l'année 1848, il eut la chance de frôler une feuille, d'y pénétrer et d'y être fixé par un rayon de soleil. Si mon langage se fait ici imprécis et allusif, ce n'est pas seulement en raison de mon ignorance : cet événement décisif, ce fulgurant travail à trois - de l'anhydride carbonique, de la lumière et du vert végétal - n'a pas jusqu'à présent été décrit en termes définitifs, et peut-être ne le sera-t'il pas pendant longtemps encore, tellement il est différent de cette autre chimie "organique" qui est l'oeuvre encombrante, lente et puissante de l'humain ; et cependant cette chimie fine et déliée a été "inventée" il y a deux ou trois milliards d'années par nos soeurs silencieuses, les plantes, qui n'expérimentent et ne discutent pas, et dont la température est identique à celle de l'ambiance où nous vivons. Si comprendre c'est se faire une image, nous ne nous ferons jamais une image d'un happening à l'échelle du millionnième de milimètre, dont le rythme est le millionnième de seconde et dont les acteurs, par leur essence mêmes, sont invisibles. Toute description verbale sera donc défaillante  et l'une vaudra l'autre : acceptons donc la suivante.

Il entre dans la feuille, se heurtant à d'innombrables, mais inutiles ici, molécules d'azote et d'hydrogène. Il adhère à une grosse molécule compliquée qui l'active et reçoit en même temps le message décisif du ciel, sous la forme fulgurante d'un petit paquet de lumière solaire. En un instant, comme un insecte devenu la proie de l'araignée, il est séparé de son oxygène, combiné avec de l'hydrogène et (croit-on) du phosphore, pour être finalement inséré dans une chaine, longue ou courte - peu importe -, mais qui est la chaine de la vie. Tout cela se fait rapidement, en silence, à la température et à la pression de l'athmosphère, et gratuitement. Chers collègues, quand nous auront appris à en faire autant, nous seront sicut Deus et nous aurons ainsi résolu le problème de la faim dans le monde.

Auteur: Levi Primo

Info: Le système périodique, livre de poche, pp 245-247 *Le carbone a 2 électrons sur la 1e couche qui ne peut contenir que 2 électrons au maximum: et 4 électrons sur la 2e couche qui pourrait en abriter 8 en tout:

[ végétaux ] [ épigenèse ] [ homme-végétal ] [ tétravalence ] [ photosynthèse ]

prospective FLP

Les listes furent parmi les premiers emplois, sinon le premier, quant à l'utilisation humaine de l'écriture comme outil communautaire. Elles avaient fonction d'inventaire, c'est à dire de faire un état des lieu des réserves dans un but de survie du groupe. C'est dire si ces signes alignés sur un mur de pierre avaient une réalité, une durabilité, en eux - signifiés avec signifiants en béton. Ces marques "pour mémoire" portaient donc une réelle valeur de conservation temporelle et ce qui était ainsi catégorisé, mis dans un rayonnage, l'était pour plusieurs jours au moins.

Il semble assez clair que les milliers d'années  de développement du langage, en partie "sur support externe", déployement dans le temps qu'on résumera par foisonnement-accélération, (c'est à dire la virtualisation d'un réel qui restera à tout jamais la roche-mère des signes et idiomes), ont accentué un décalage. Une déconnection pas assez soulignée à notre sens.

La réalité, priméité source (clin d'oeil à C.S. Peirce), déformée par cet emballement, se retrouve du coup "distancié", superficialisée. Avec pour défaut central une déformation du TEMPS sémantique dans sa valeur anthropique (il n'en a pas d'autre d'ailleurs, ah ah ah). C'est à dire que le fonctionnement biologique du primate humain reste beaucoup plus proche du réel sumérien, alors que son "réel projeté" actuellement par le langage (pour les images c'est pire) s'est accéléré/complexifié. 

L'idée sur laquelle nous voulons insister est celle d'une déconnexion entre mots/phrases consensuels acceptés et leurs valeurs réelles en terme de signification/classification - le temps des hommes s'écoulant. Nous considérons que les qualités sémantiques actuelles n'ont plus le poids et la durabilités qui étaient les leurs jadis, que ce soit il y a 200, 500, ou 5000 ans.

Faut-il tenter de l'expliquer mieux, pour que les gens acquiérent un certain recul ? Faut-il clarifier/consolider les dictionnaires, thésaurus et autres définitions sémantiques actuelles ? Nous n'en savons rien. 

Nous voulons juste pointer sur ceci : "il y a un déphasage, un manque de sagesse, à ne pas prendre en compte ce constat, à savoir que les significations des mots et des expressions, elles-mêmes issues d'habitudes de rangements avec base durable en arrière-plan, méritent qu'on se ré-attarde dessus". 

Il faut préciser et sans cesse repréciser leurs sens, dans leurs contextualisations bien sûr. Avec deux a priori : 

a) Une volonté de ralentir le plus possible la précipitation de la pensée, c'est à dire en réfrénant les pulsions "pousse-à-jouir" de nos organismes, que la clinquante pub capitaliste ne s'est pas gênée d'exploiter à mort, et les routines de langages inhérentes - qui pensent à notre place - et nous amènent à dégueuler des avis "sans réfléchir". 

b) Toute classification doit être considérée comme éphémère/transitoire, puisque toujours établie en fonction d'un objectif : se justifier, expliquer, définir, raconter, etc...

Poussant cette idée plus avant FLP s'imagine un développement permettant de présenter n'importe quel concept/extrait (ou une base de 2 ou plusieurs mots/termes ou autre) via une résentation planétoïde de ses tags/catégories. C'est à dire une sphère de corrélats (convexe ou concave, c'est à voir), qu'on pourra faire pivoter à loisir, à la surface de laquelle il sera également possible de déplacer et agencer chaque mot-corrélat en fonction des autres afin de modifier-orienter-préciser l'ordre des termes, ou les résultats, d'une recherche. Chacune de ces dispositions globulaire "catégorie-corrélats" pouvant aussi être mémorisée par l'utilisateur selon ses convenances, afin, par exemple, de la comparer avec d'autres extraits/écrits/concepts via leur présentations globulaires de corrélats... voire même avec certaines situations/contextualisations - imaginaires ou pas - pareillement bien fixées/précisées.

Ainsi sera-il peut-être possible de déceler certaines similitudes entre topologies sémantiques complexes (toujours via leurs dispositions planétoïdes) et ainsi débuter ce que nous nommerons "recueil atemporel comparé d'intrication sémantiques complexes." 

C'est ici que, peut-être, appaitrons des analogies entre langage et biologie... Ou autre.

Auteur: Mg

Info: début août 2021

[ statistiques linguistiques ] [ pré-mémétique ] [ réidentification ] [ tétravalence ] [ polygonation ]

matérialogie

La plupart des matériaux semblent suivre une mystérieuse " règle de quatre ", que les chercheurs ne comprennent toujours pas 

La découverte de régularités et de corrélations dans des données enthousiasme généralement les scientifiques, du moins lorsqu’ils peuvent l’expliquer. Dans le cas contraire, il arrive d’estimer que les données présentent des biais ayant mené à l’apparition de telles corrélations, faisant de l’étude un véritable casse-tête. Ces défauts dans les données sont communément appelés " artefacts expérimentaux ". Récemment, des chercheurs de l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL), après avoir constaté que la structure de base de la majorité des matériaux inorganiques suit une étrange " règle de quatre ", n’ont pas réussi à trouver d’explication à ce schéma (impliquant une ou plusieurs corrélations inexpliquées).

Tout est parti de l’analyse de deux bases de données largement utilisées sur les structures électroniques (Materials Project et Materials Cloud3-Dimensional). Ces deux collections comprennent environ 80 000 structures électroniques de matériaux expérimentaux et prédits. En principe, tous les types de structures électroniques devraient être présentés de manière égale. Cependant, les résultats ont révélé que cela est loin d’être le cas.

Les scientifiques ont en effet constaté que 60 % des matériaux possèdent une cellule unitaire primitive (la cellule la plus petite dans une structure cristalline) constituée d’un multiple de 4 atomes. Cette récurrence est appelée " règle de quatre " par la communauté scientifique.

Des difficultés à trouver une explication définitive

Comme les scientifiques ont tendance à le faire, l’équipe de recherche en question (EPFL), dirigée par Nicola Marzari, a tenté de trouver des explications à ce schéma inattendu. Au départ, les chercheurs ont estimé que l’émergence d’un tel modèle signifiait qu’il y avait un biais quelque part dans les données.

" Une première raison intuitive pourrait venir du fait que lorsqu’une cellule unitaire conventionnelle (une cellule plus grande que la cellule primitive, représentant la pleine symétrie du cristal) est transformée en cellule primitive, le nombre d’atomes est typiquement réduit de quatre fois ", a déclaré Elena Gazzarrini, ancienne chercheuse à l’EPFL et travaillant actuellement au CERN (Genève). " La première question que nous nous sommes posée visait à déterminer si le logiciel utilisé pour transformer en cellule primitive la cellule unitaire l’avait fait correctement, et la réponse était oui ", poursuit-elle.

Une fois la piste des erreurs évidentes écartée, les chercheurs ont effectué des analyses approfondies pour tenter d’expliquer la " règle de quatre ". L’équipe s’est alors interrogée si le facteur commun pouvait être le silicium, étant donné qu’il peut lier 4 atomes à son atome central. " Nous pourrions nous attendre à constater que tous les matériaux suivant cette règle de quatre incluent du silicium ", a expliqué Gazzarrini. Malheureusement, cela n’est pas le cas.

Gazzarrini et son équipe se sont alors basés sur les énergies de formation des composés. « Les matériaux les plus abondants dans la nature devraient être les plus énergétiquement favorisés, c’est-à-dire les plus stables, ceux avec une énergie de formation négative », explique Gazzarini. " Mais ce que nous avons constaté avec les méthodes informatiques classiques, c’est qu’il n’y avait aucune corrélation entre la règle de quatre et les énergies de formation négatives ".

En considérant ces constats, Gazzarrini a envisagé la possibilité qu’une analyse plus fine recherchant une corrélation entre les énergies de formation et les propriétés chimiques puisse fournir une explication à cette règle de quatre. Ainsi, l’équipe a fait appel à l’expertise de Rose Cernosky de l’Université du Wisconsin, experte en apprentissage automatique, pour créer un algorithme d’analyse plus puissant. L’algorithme en question regroupait notamment les structures en fonction de leurs propriétés atomiques. Ensemble, Cernosky et l’équipe de Gazzarrini ont ensuite examiné les énergies de formation au sein de classes de matériaux partageant certaines similitudes chimiques. Cependant, une fois de plus, cette nouvelle approche n’a pas permis de distinguer les matériaux conformes à la règle de quatre de ceux qui ne le sont pas.

Un mystère persistant, mais qui mène vers une découverte prometteuse

Bien que jusqu’à présent l’équipe n’a pas pu résoudre l’énigme de la règle de quatre, elle a toutefois fait une belle avancée : l’exclusion de plusieurs hypothèses logiques. Les chercheurs ont également fait une découverte prometteuse (la règle de quatre), qui pourrait servir à des études futures sur ce phénomène structurel.

En effet, avec un algorithme Random Forest, le groupe est en mesure de prédire avec 87 % de précision si un composé suit la règle de quatre ou non. " C’est intéressant, car l’algorithme utilise uniquement des descripteurs de symétrie locaux plutôt que globaux ", déclare Gazzarrini. " Ceci suggère qu’il pourrait y avoir de petits groupes chimiques dans les cellules (encore à découvrir) qui pourraient expliquer la règle de quatre ", a-t-elle conclu.

Auteur: Internet

Info: https://trustmyscience.com/ - Kareen Fontaine & J. Paiano·24 avril 2024 - Source : NPJ Computational materials

[ interrogation ] [ tétravalence ] [ physique appliquée ]

syncrétisme

Les modernes ont développé quatre répertoires différents qu’ils croient incompatibles pour accommoder la prolifération des quasi-objets*.

Le premier répertoire traite de la réalité extérieure d’une nature dont nous ne sommes pas maîtres, qui existe en dehors de nous et qui n’a ni nos passions ni nos désirs, bien que nous soyons capables de la mobiliser et de la construire.

Le deuxième répertoire traite du lien social, de ce qui attache les humains entre eux, des passions et des désirs qui nous agitent, des forces personnifiées qui structurent la société, laquelle nous dépasse tous bien que nous la construisions.

Le troisième traite de la signification et du sens, des actants qui composent les histoires que nous nous racontons, des épreuves qu’ils subissent, des aventures qu’ils traversent, des tropes et des genres qui les organisent, des grands récits qui nous dominent infiniment, bien qu’ils soient en même temps simple texte et discours.

Le quatrième enfin parle de l'Être et déconstruit ce que nous oublions toujours lorsque nous avons le seul souci de l’étant, bien que la différence de l’Être soit distribuée à travers les étants, coextensifs à leur existence même.

Ces ressources ne sont incompatibles que dans la vision officielle de la Constitution. En pratique, nous sommes bien en peine de distinguer les quatre. Nous mêlons sans vergogne nos désirs aux choses, le sens au social, le collectif aux récits. Dès que nous suivons à la trace quelque quasi-objet, il nous apparaît tantôt chose, tantôt récit, tantôt lien social, sans se réduire jamais à un simple étant. Notre pompe à vide dessine le ressort de l’air, mais trace aussi la société du XVIIe siècle et définit également un nouveau genre littéraire, celui du récit d’expérience en laboratoire. Faut-il, en la suivant, prétendre que tout est rhétorique, ou que tout est naturel, ou que tout est construit socialement, ou que tout est arraisonnement ? Faut-il supposer que la même pompe est dans son essence parfois objet, parfois lien social et parfois discours ? Ou qu’elle est un peu des trois ? Qu’elle est parfois un simple étant, et parfois marquée, décalée, brisée par la différence ? Et si c’était nous, les modernes, qui divisions artificiellement une trajectoire unique, laquelle ne serait d’abord ni objet, ni sujet, ni effet de sens, ni pur étant ? Si la séparation des quatre répertoires ne s’appliquait qu’à des états stabilisés et tardifs ?

Rien ne prouve que ces ressources demeurent incompatibles lorsque nous passons des essences aux événements, de la purification à la médiation, de la dimension moderne à la dimension non moderne, de la révolution à la contre-révolution copernicienne. Des quasi-objets quasi-sujets, nous dirons simplement qu’ils tracent des réseaux. Ils sont réels, bien réels, et nous les humains nous ne les avons pas faits. Mais ils sont collectifs puisqu’ils nous attachent les uns aux autres, qu’ils circulent entre nos mains et nous définissent par leur circulation même. Ils sont discursifs pourtant, narrés, historiques, passionnés, et peuplés d’actants aux formes autonomes. Ils sont instables et risqués, existentiels et porteurs d’être. Cette liaison des quatre répertoires nous permet de construire une demeure assez vaste pour y abriter l’Empire du Milieu, la véritable maison commune du monde non moderne en même temps que sa Constitution.

La synthèse est impossible tant que nous demeurons modernes pour de bon, puisque la nature, le discours, la société, l’Être nous dépassent infiniment et que ces quatre ensembles ne se définissent que par leur séparation, laquelle maintient nos garanties constitutionnelles. Mais la continuité devient possible si nous ajoutons aux garanties la pratique qu’elle permet parce qu’elle la dénie. Les modernes ont bien raison de vouloir à la fois la réalité, le langage, la société et l’être. Ils n’ont tort que de les croire à jamais contradictoires. Au lieu de toujours analyser le parcours des quasi-objets en séparant ces ressources, ne pouvons-nous pas écrire comme si elles devaient se lier continûment les unes aux autres ? Nous sortirions probablement de la prostration postmoderne.

J’avoue que j’en ai par-dessus la tête de me retrouver pour toujours enfermé dans le seul langage ou prisonnier des seules représentations sociales. Je veux accéder aux choses mêmes et non à leurs phénomènes. Le réel n’est pas lointain, mais accessible en tous les objets mobilisés de par le monde. La réalité extérieure n’abonde-t-elle pas au beau milieu de nous ?

Nous en avons plus qu’assez d’être pour toujours dominés par une nature transcendante, inconnaissable, inaccessible, exacte, et simplement vraie, peuplée d’entités assoupies comme la Belle au bois dormant jusqu’au jour où les charmants savants les découvrent enfin. Nos collectifs sont plus actifs, plus productifs, plus socialisés que les ennuyeuses choses-en-soi ne nous le laissaient prévoir.

N’êtes-vous pas un peu lassés de ces sociologies construites sur du social, et qui se tiennent par la seule répétition des mots "pouvoir" et "légitimité" parce qu’elles ne peuvent encaisser ni le monde des objets ni celui des langages qui les construisent pourtant ? Nos collectifs sont plus réels, plus naturalisés, plus discursifs que les ennuyeux hommes-entre-eux ne nous le laissaient prévoir.

Nous sommes fatigués des jeux de langage et de l’éternel scepticisme de la déconstruction du sens. Le discours n’est pas un monde en soi, mais une population d’actants qui se mêlent aux choses comme aux sociétés, qui font tenir les unes et les autres, et qui les tiennent. S’intéresser aux textes ne nous éloigne pas de la réalité car les choses ont droit, elles aussi, à la dignité d’être des récits. Quant aux textes, pourquoi leur dénier la grandeur d’être le lien social qui nous fait tenir ensemble ? 

Je n’en puis plus d’être accusé, moi et mes contemporains, d’avoir oublié l’Être, de vivre dans un bas monde vidé de toute sa substance, de tout son sacré, de tout son art, ou de devoir, afin de retrouver ces trésors, perdre le monde historique, scientifique et social dans lequel je vis. S’appliquer aux sciences, aux techniques, aux marchés, aux choses, ne nous éloigne pas plus de la différence de l’Être et des étants, que de la société, de la politique, ou du langage.

Réels comme la nature, narrés comme le discours, collectifs comme la société, existentiels comme l’Être, tels sont les quasi-objets que les modernes ont fait proliférer, tels il convient de les suivre en redevenant simplement ce que nous n’avons jamais cessé d’être, des non-modernes.

Auteur: Latour Bruno

Info: Nous n'avons jamais été modernes. Essai d'anthropologie symétrique. Lier les quatre répertoires modernes. pp 57-59 *hybrides nature-culture, des collectifs où les choses ne sont pas séparés de la société mais s'y combinent en collectifs de toutes sortes.

[ géolinguistique ] [ taxonomies intriquées ] [ tétravalence sociale ] [ psycho-sociologie ]

cybernétique

Bio-informatique : l’ère des ordinateurs ADN approche à grands pas

Des chercheurs américains ont conçu un nouveau système capable de stocker des données dans de l’ADN pendant des millions d’années – et même de réaliser des opérations logiques pour résoudre des puzzles simples.

Des chercheurs américains de l’Université d’État de Caroline du Nord et de l’Université John Hopkins ont récemment démontré la viabilité d’une technologie capable de stocker et de traiter des données — un ordinateur, en somme. Sa particularité, c’est ce dispositif s’écarte considérablement de l’électronique conventionnelle : à la place, il est entièrement basé sur de l’ADN.

Si l’idée peut paraître saugrenue, elle part pourtant d’un constat tout ce qu’il y a de plus pragmatique : l’ADN est un support de stockage extrêmement dense et efficace. A l’échelle moléculaire, chacune des paires de bases qui composent ce polymère indispensable à la vie peut représenter deux bits, et chaque cellule en contient environ trois milliards ! Si l’on tient compte du fait que certaines de ces bases sont non codantes, c’est-à-dire qu’elles ne sont pas directement impliquées dans la préservation de l’information génétique, on peut calculer que la densité de stockage théorique de l’ADN s’élève à plusieurs dizaines de millions de GB par gramme ! En d’autres termes, les êtres vivants sont de véritables data centers sur patte.

Une vieille idée difficile à exploiter

Sur la base de ces informations, de nombreux chercheurs ont donc exploré l’idée de concevoir de nouveaux supports de stockage basés entièrement sur l’ADN. Ces travaux ont commencé à produire des résultats très intéressants à partir de années 2012, quand un généticien de la prestigieuse université d’Harvard a  encodé l’équivalent de 70 000 milliards de copies de son livre dans de l’ADN.

D’autres expériences de ce genre ont également contribué à prouver la viabilité du concept — mais elles ont aussi fait émerger une autre réalité moins réjouissante, à savoir que ce support est excessivement difficile à manipuler par rapport aux supports conventionnels. Comparé à un support optique ou magnétique, comme un CD-ROM ou un SSD, par exemple, le processus qui permet de lire un brin d’ADN ou d’y encoder des données est atrocement complexe et nettement plus lent. Il faut aussi tenir compte du problème de la compatibilité ; permettre à un ordinateur d’exploiter un stockage ADN est très, très loin d’être trivial.

Pour toutes ces raisons, cette approche n’a encore jamais été mise en application à grande échelle en dehors des laboratoires de recherche. " L’informatique ADN est confrontée à de sérieux défis lorsqu’il s’agit de stocker, récupérer et traiter des données stockées sous forme d’acides nucléiques ", explique Albert Keung, co-auteur de l’étude.

" Jusqu’à présent, on pensait que même si le stockage des données ADN pouvait être utile pour le stockage de données à long terme, il serait difficile, voire impossible, de développer une technologie ADN capable de réaliser les mêmes opérations que les appareils électroniques traditionnels : le stockage et le déplacement de données, la possibilité de lire, effacer, réécrire, recharger ou traiter des fichiers de données spécifiques, et faire toutes ces choses de manière programmable et reproductible. "

Un nouveau support pour faciliter l’exploitation de l’ADN

Mais cela pourrait désormais changer, si l’on se fie aux travaux de son équipe. En effet, ces chercheurs ont développé un nouveau système de support microscopique qui facilite grandement l’exploitation de l’ADN en tant que support de stockage.

" Nous avons créé de nouvelles structures de polymères que nous appelons les dendrocolloïdes. Elles commencent à l’échelle microscopique, puis bifurquent progressivement pour créer un réseau de fibres nanométrique où l’on peut déposer de l’ADN ", explique son co-auteur Orlin Velev dans un communiqué.

(Photo au microscope des dendrocolloïdes utilisés par les chercheurs. Les couleurs sont dues à l’ajout de substances fluorescentes qui permettent d’en visualiser la structure arborescente."

Une fois l’ensemble ainsi organisé, ce matériel est incorporé à une minuscule tuyauterie qui permet de faire circuler un liquide constitué de réactifs et d’enzymes. Ces composés permettent aux opérateurs d’interagir avec l’ADN comme le font les cellules grâce à leur machinerie interne.

Fonctionnellement, ce fluide joue le rôle du courant électrique dans un ordinateur classique. La grande différence, c’est que ce processus n’implique aucune modification directe du support de stockage. A la place, l’ADN sert seulement de référence ; pour en extraire des informations, l’équipe utilise le mécanisme de la transcription, qui permet d’extraire des informations de l’ADN pour produire des molécules d’ARN.

Dans les organismes vivants, ces fragments d’ARN (dits messagers) sont ensuite transmis au ribosome, une structure cellulaire chargée de décoder ces informations pour synthétiser des protéines. Mais dans ce cas précis, ils sont lus par un séquenceur qui en détermine la séquence d’acides nucléiques. Cette machine passe ensuite le relais à un ensemble d’algorithmes spécialisés qui convertissent la séquence ainsi transférée en données exploitables par un ordinateur, et vice-versa.

Un support de stockage incroyablement dense et durable

Au bout du processus, l’équipe a obtenu un système qui permet de réaliser les mêmes opérations qu’un ordinateur électronique conventionnel — mais avec une densité de stockage immensément plus importante. Les chercheurs ont réussi à stocker environ 10 PB par centimètre carré, soit 10 millions de GB dans le volume d’une gomme de porte-mine.

Il est aussi bien plus résilient qu’un support de stockage traditionnel, puisque l’ADN n’est jamais altéré pendant les opérations de lecture. Sur un disque dur ou un SSD, la durée de vie des données se compte en années. Mais selon les chercheurs, cette structure à base de dendrocolloïdes et d’ADN aurait une demi-vie d’environ 6000 ans à 4 °C (la température habituelle d’un frigo)… et de deux millions d’années au congélateur à -18 °C ! En théorie, cette architecture pourrait donc faire des merveilles lorsqu’il s’agit d’archiver des montagnes de données sur le long terme.

Un début d’ordinateur ADN

Enfin, le papier des chercheurs mentionne discrètement un dernier point très intéressant : en plus de stocker des données, leur système permet aussi de les exploiter. En effet, les molécules d’ARN peuvent être sélectivement modifiées grâce à des enzymes et un autre algorithme pour réaliser des opérations logiques. L’équipe explique que sa plateforme est capable de résoudre des puzzles d’échecs simplifiés (en 3×3 cases), et même de remplir des grilles de sudoku !

" Nous pouvons répliquer la plupart des fonctions que vous pouvez effectuer avec les appareils électroniques traditionnels. Nous pouvons copier les informations ADN directement à partir de la surface du matériau sans endommager l’ADN. Nous pouvons également effacer des morceaux d’ADN ciblés, puis les réécrire sur la même surface, par exemple en supprimant et en réécrivant des informations stockées sur le disque dur », énumère Kevin Lin, auteur principal du papier. Cela nous permet essentiellement de réaliser toute la gamme des fonctions de stockage et de calcul des données à partir d’ADN ", résume-t-il.

Certes, ces travaux sont encore très exploratoires. Il faudra encore patienter de longues années avant qu’un système basé sur cette preuve de concept arrive à maturité et puisse être exploité par l’industrie – sans parler du grand public. En d’autres termes, ce n’est pas demain la veille que vous pourrez conserver vos photos de famille grâce à de l’ADN.

Mais ces travaux pourraient tout de même ouvrir la voie à de nouveaux dispositifs de stockage, voire à des ordinateurs ADN en bonne et due forme. Il conviendra donc de suivre les retombées de cette étude, et plus largement, de l’évolution de cette niche technologique encore balbutiante mais déjà fascinante.



 

Auteur: Internet

Info: https://www.journaldugeek.com, Antoine Gautherie, 29 août 2024

[ tétravalence appliquée ]

bio-mathématiques

C’est confirmé : vous êtes constitué de cristaux liquides

Une équipe de chercheurs a réussi à prouver l’existence d’une double symétrie dans les tissus organiques, qui permet de les appréhender comme des cristaux liquides. Cette découverte pourrait faire émerger une nouvelle façon d’étudier le fonctionnement du vivant, à la frontière de la biologie et de la mécanique des fluides.

Dans une étude parue dans le prestigieux journal Nature et repérée par Quanta Magazine, des chercheurs ont montré que les tissus épithéliaux, qui constituent la peau et les enveloppes des organes internes, ne sont pas que des amas de cellules réparties de façon aléatoire. Ils présentent en fait deux niveaux de symétrie bien définis qui leur donnent des propriétés fascinantes; fonctionnellement, on peut désormais les décrire comme des cristaux liquides. Une découverte qui pourrait avoir des retombées potentiellement très importantes en médecine.

Ces travaux tournent entièrement autour de la notion de cristal liquide. Comme leur nom l’indique, il s’agit de fluides; techniquement, ils peuvent donc s’écouler comme de l’eau – mais avec une différence importante. Contrairement aux liquides classiques, où les atomes se déplacent les uns par rapport aux autres de façon complètement chaotique, les constituants d’un cristal liquide présentent tout de même un certain degré d’organisation.

Il ne s’agit pas d’une vraie structure cristalline comme on en trouve dans presque tous les minéraux, par exemple. Les cristaux liquides ne sont pas arrangés selon un motif précis qui se répète dans l’espace. En revanche, ils ont tendance à s’aligner dans une direction bien spécifique lorsqu’ils sont soumis à certains facteurs, comme une température ou un champ électrique.

C’est cette directionnalité, appelée anisotropie, qui est à l’origine des propriétés des cristaux liquides. Par exemple, ceux qui sont utilisés dans les écrans LCD (pour Liquid Crystal Display) réfractent la lumière différemment en fonction de leur orientation. Cela permet d’afficher différentes couleurs en contrôlant localement l’orientation du matériau grâce à de petites impulsions électriques.

Du tissu biologique au cristal liquide

Mais les cristaux liquides n’existent pas seulement dans des objets électroniques. Ils sont aussi omniprésents dans la nature ! Par exemple, la double couche de lipides qui constitue la membrane de nos cellules peut être assimilée à un cristal liquide. Et il ne s’agit pas que d’une anecdote scientifique ; cette organisation est très importante pour maintenir à la fois l’intégrité structurelle et la flexibilité de ces briques fondamentales. En d’autres termes, la dynamique des cristaux liquides est tout simplement essentielle à la vie telle qu’on la connaît.

Pour cette raison, des chercheurs essaient d’explorer plus profondément le rôle biologique des cristaux liquides. Plus spécifiquement, cela fait quelques années que des chercheurs essaient de montrer que les tissus, ces ensembles de cellules organisées de façon à remplir une mission bien précise, peuvent aussi répondre à cette définition.

Vu de l’extérieur, l’intérêt de ces travaux est loin d’être évident. Mais il ne s’agit pas seulement d’un casse-tête très abstrait ; c’est une question qui regorge d’implications pratiques très concrètes. Car si l’on parvient à prouver que les tissus peuvent effectivement être assimilés à des cristaux liquides, cela débloquerait immédiatement un nouveau champ de recherche particulièrement vaste et fascinant. Les outils mathématiques que les physiciens utilisent pour prédire le comportement des cristaux pourraient soudainement être appliqués à la biologie cellulaire, avec des retombées considérables pour la recherche fondamentale et la médecine clinique.

Mais jusqu’à présent, personne n’a réussi à le prouver. Tous ces efforts se sont heurtés au même mur mathématique — ou plus précisément géométrique ; les théoriciens et les expérimentateurs ne sont jamais parvenus à se mettre d’accord sur la symétrie intrinsèque des tissus biologiques. Regrettable, sachant qu’il s’agit de LA caractéristique déterminante d’un cristal liquide.

Les deux concepts enfin réconciliés

Selon Quanta Magazine, certains chercheurs ont réussi à montrer grâce à des simulations informatiques que les groupes de cellules pouvaient présenter une symétrie dite " hexatique ". C’est ce que l’on appelle une symétrie d’ordre six, où les éléments sont arrangés par groupe de six. Mais lors des expériences en laboratoire, elles semblent plutôt adopter une symétrie dite " nématique* ". Pour reprendre l’analogie de Quanta, selon ce modèle, les cellules se comportent comme un fluide composé de particules en forme de barres, un peu comme des allumettes qui s’alignent spontanément dans leur boîte. Il s’agit alors d’une symétrie d’ordre deux. 

C’est là qu’interviennent les auteurs de ces travaux, affiliés à l’université néerlandaise de Leiden. Ils ont suggéré qu’il serait possible d’établir un lien solide entre les tissus biologiques et le modèle des cristaux liquides, à une condition : il faudrait prouver que les tissus présentent les deux symétries à la fois, à des échelles différentes. Plus spécifiquement, les cellules devraient être disposées selon une symétrie d’ordre deux à grande échelle, avec une symétrie d’ordre six cachée à l’intérieur de ce motif qui apparaît lorsque l’on zoome davantage.

L’équipe de recherche a donc commencé par cultiver des couches très fines de tissus dont les contours ont été mis en évidence grâce à un marqueur. Mais pas question d’analyser leur forme à l’œil nu ; la relation qu’ils cherchaient à établir devait impérativement être ancrée dans des données objectives, et pas seulement sur une impression visuelle. Selon Quanta, ils ont donc eu recours à un objet mathématique appelé tenseur de forme grâce auquel ils ont pu décrire mathématiquement la forme et l’orientation de chaque unité.

Grâce à cet outil analytique, ils ont pu observer expérimentalement cette fameuse double symétrie. À grande échelle, dans des groupes de quelques cellules, ils ont observé la symétrie nématique qui avait déjà été documentée auparavant. Et en regardant de plus près, c’est une symétrie hexatique qui ressortait — exactement comme dans les simulations informatiques. " C’était assez incroyable à quel point les données expérimentales et les simulations concordaient ", explique Julia Eckert, co-autrice de ces travaux citée par Quanta.

Une nouvelle manière d’appréhender le fonctionnement du vivant

C’est la première fois qu’une preuve solide de cette relation est établie, et il s’agit incontestablement d’un grand succès expérimental. On sait désormais que certains tissus peuvent être appréhendés comme des cristaux liquides. Et cette découverte pourrait ouvrir la voie à un tout nouveau champ de recherche en biologie.

Au niveau fonctionnel, les implications concrètes de cette relation ne sont pas encore parfaitement claires. Mais la bonne nouvelle, c’est qu’il sera désormais possible d’utiliser des équations de mécanique des fluides qui sont traditionnellement réservées aux cristaux liquides pour étudier la dynamique des cellules.

Et cette nouvelle façon de considérer les tissus pourrait avoir des implications profondes en médecine. Par exemple, cela permettra d’étudier la façon dont certaines cellules migrent à travers les tissus. Ces observations pourraient révéler des mécanismes importants sur les premières étapes du développement des organismes, sur la propagation des cellules cancéreuses qui génère des métastases, et ainsi de suite.

Mais il y a encore une autre perspective encore plus enthousiasmante qui se profile à l’horizon. Il est encore trop tôt pour l’affirmer, mais il est possible que cette découverte représente une petite révolution dans notre manière de comprendre la vie.

En conclusion de l’article de Quanta, un des auteurs de l’étude résume cette idée en expliquant l’une des notions les plus importantes de toute la biologie. On sait depuis belle lurette que l’architecture d’un tissu est à l’origine d’un certain nombre de forces qui définissent directement ses fonctions physiologiques. Dans ce contexte, cette double symétrie pourrait donc être une des clés de voûte de la complexité du vivant, et servir de base à des tas de mécanismes encore inconnus à ce jour ! Il conviendra donc de suivre attentivement les retombées de ces travaux, car ils sont susceptibles de transformer profondément la biophysique et la médecine.

 

Auteur: Internet

Info: Antoine Gautherie, 12 décembre 2023. *Se dit de l'état mésomorphe, plus voisin de l'état liquide que de l'état cristallisé, dans lequel les molécules, de forme allongée, peuvent se déplacer librement mais restent parallèles entre elles, formant ainsi un liquide biréfringent.

[ double dualité ] [ tétravalence ]

chronos

Le temps est une différence de pression : la respiration comme média environnemental dans "Exhalation" de Ted Chiang

Dans la nouvelle de science-fiction "Exhalation" de Ted Chiang, publiée en 2008, le souffle est le médiateur de la fin du monde.

Ce texte raconte l'histoire d'une espèce mécanique alimentée par l'air. Chaque jour, les membres de cette espèce consomment deux poumons d'aluminium remplis d'air, et chaque jour, ils les remplissent à nouveau à partir d'un réservoir caché sous terre. Leur univers comporte de nombreuses villes et quartiers, mais il est délimité par un "mur de chrome solide" qui s'étend jusqu'au ciel. Un jour, une cérémonie traditionnelle du nouvel an, qui dure toujours exactement une heure (chronométrée avec la précision mécanique de l'espèce), dure quelques minutes de plus. C'est surprenant. La nouvelle se répand et ils découvrent que la manifestation s'est prolongée dans tout leur univers. Les horloges elles-mêmes semblent fonctionner correctement ; c'est plutôt le temps lui-même qui s'est ralenti d'une manière ou d'une autre. Le narrateur, un anatomiste, soupçonne que la vérité réside dans le cerveau des espèces et décide de procéder à une autodissection avec un appareil de sa conception. De même que la nature de la conscience échappe aux humains organiques, elle échappe aussi aux automates de Chiang. Certains pensent que leur esprit est inscrit sur d'innombrables feuilles d'or dans leur cerveau ; d'autres soupçonnent que le flux d'air agit sur d'autres supports plus subtils. Au cours de son autodissection, le narrateur découvre la vérité : la conscience n'est pas inscrite dans le cerveau, mais constituée par la circulation de l'air dans le cerveau, qui forme et reforme les connexions électriques avec une plasticité infinie. De cette révélation, le narrateur déduit que le temps lui-même ne ralentit pas, mais que c'est plutôt la force de l'air à travers le cerveau qui ralentit, altérant la cognition. La deuxième loi de la thermodynamique : l'entropie augmente dans un système fermé, ce que l'univers doit être en fait. Chaque action, pensée et mouvement augmente l'entropie de leur univers, "hâtant l'arrivée de cet équilibre fatal", c'est-à-dire la possibilité de la mort.

Comme de nombreuses histoires de Chiang, "Exhalation" explore les conséquences culturelles étendues d'un concept scientifique, en l'occurrence l'entropie. À travers les principes physiques de la thermodynamique, la respiration met en scène une ironie tragique dans le système mondial. Le travail de maintien d'un type particulier de vie rend toute autre vie impossible. Je lis "Exhalation" comme une riche archive de possibilités théoriques médiatiques, car Chiang relie les problèmes de la technologie, de la médiation, de la conscience, de l'incarnation, de la temporalité et de l'environnement. La respiration est le pivot qui maintient ces concepts ensemble, et en particulier, selon moi, la relation de la respiration avec le temps. Dans cet article, je lis "Exhalation" à la fois à travers et en tant que théorie des médias pour suggérer que la mesure et la perception du temps, qui sont depuis longtemps des problèmes fondamentaux pour les études sur les médias, sont devenues des questions environnementales urgentes. Nous pouvons appréhender ces temporalités environnementales par le biais de la respiration, qui ne fonctionne pas de manière linéaire mais plutôt récursive, franchissant une certaine échelle dans sa répétition.

"Exhalation" met en scène deux types de temps différents : celui de la perception intérieure et celui de la comptabilité extérieure. D'une part, le temps est le sentiment incarné qu'un moment suit le suivant. D'autre part, le temps est la comptabilité de technologies théoriquement impartiales, elles-mêmes étalonnées par rapport à des phénomènes physiques. Le fait que le monde d'"Exhalation" soit entièrement mécanique permet à Chiang d'établir une analogie fluide entre ces deux sens du temps. Le drame découle donc de la découverte par le narrateur que ces sens, qui partagent supposément un substrat matériel, sont devenus non calibrés. Le véritable substrat, découvre le narrateur, n'est pas la matière en elle-même, mais plutôt la différence entre les matières. "Voici pourquoi", écrit le narrateur,

...j'ai dit que l'air n'est pas la source de la vie. L'air ne peut être ni créé ni détruit ; la quantité totale d'air dans l'univers reste constante, et si l'air était tout ce dont nous avons besoin pour vivre, nous ne mourrions jamais. Mais en réalité, la source de la vie est une différence de pression atmosphérique, le flux d'air des espaces où il est épais vers ceux où il est mince.... En réalité, nous ne consommons pas d'air.

En tant que matière, l'air ne s'épuise pas. Au contraire, les actions de l'espèce évacuent la différence, augmentent l'aléatoire et éliminent ainsi l'action mécanique et sa temporalité concomitante.

À première vue, l'approche du temps de Chiang est conforme à certains modèles fondamentaux des études sur les médias, pour lesquels le temps est un effet secondaire de sa technologisation. Pour Harold Innis, critique du début du XXe siècle, par exemple, les supports d'enregistrement disponibles dans une civilisation donnée déterminent les relations possibles avec le temps. Une civilisation basée sur le papier favorise la synchronisation sur de grandes distances, facilitée par la vitesse de circulation du papier, tandis qu'une civilisation basée sur la pierre serait plus diachronique, favorisant les supports statiques qui couvrent de grandes étendues de temps. Les idées d'Innis ont inspiré des approches ultérieures des médias numériques. Pour le théoricien des médias Wolfgang Ernst, les médias numériques sont "critiques en termes de temps", dans la mesure où ils dépendent d'un timing précis pour fonctionner. Le temps numérique est mesuré par des cristaux de quartz qui marquent les tics du temps UNIX, qui compte le début de l'histoire à partir du jeudi 1er janvier 1970, lorsque le carbone atmosphérique ne mesurait que 325 ppm. Ernst fait la distinction entre le temps "dur" et le temps "mou", c'est-à-dire le temps imposé aux machines par la physique et le temps inventé par les machines dans leur fonctionnement. Si le temps dur de la physique se poursuit en dehors de l'objet médiatique, notre appréhension de ce temps est inéluctablement liée à la durabilité du temps mou, généré par les machines.

Je suis loin d'être le seul à m'opposer à ces modèles de temporalité des médias. Je pense, par exemple, à l'argument de Sarah Sharma selon lequel ces modèles sont obsédés par la vitesse : l'hypothèse selon laquelle les médias accélèrent la temporalité et réduisent l'espace, rapprochant les cultures et effaçant le temps passé à attendre que les messages soient transmis. Pour Sharma, la vitesse est trop simple ; en revanche, elle affirme que le principal sujet temporel des médias est la synchronicité, dont la négociation et le maintien exigent un travail culturel et matériel constant. La relation au temps, tout comme la relation à l'environnement, est liée à la position politique de chacun. Elle est également liée au corps. John Durham Peters affirme que le corps humain lui-même est un support temporel, qui calibre une multiplicité vertigineuse d'échelles de temps. Les rythmes circadiens intègrent la "pulsation" géophysique du jour et de la nuit dans les êtres vivants. Vu dans ce cadre, le rythme inconscient de la respiration n'est qu'une partie d'un système médiatique complexe de temporalité qui se calibre et se recalibre constamment. Je souhaite faire progresser le rythme dans mon analyse. Shintaro Miyazaki affirme que le rythme a toujours été un aspect central, bien que méconnu, de la culture algorithmique. Le rythme supplante la notion d'"horloge" ou d'"impulsion", qui ne rendent pas compte de la négociation constante entre les états de la matière caractéristiques des médias numériques. Le rythme nomme alors le travail actif de synchronisation de la médiation. Il s'ensuit que nous pourrions caractériser le drame d'"Exhalation", et peut-être notre crise climatique actuelle, comme une désarticulation du rythme.

Au fur et à mesure que la nouvelle de la découverte du narrateur se répand, la panique face à la nouvelle possibilité de mort se répand également. Pendant quelques pages, "Exhalation" devient une allégorie manifeste des réactions humaines au changement climatique. "Nombreux sont ceux qui réclament une limitation stricte des activités afin de minimiser l'épaississement de notre atmosphère", écrit le narrateur, "les accusations de gaspillage d'air ont dégénéré en rixes furieuses". Une secte quasi-religieuse, les Inverseurs, gagne en popularité. Dans une parodie de la géo-ingénierie, ils construisent un moteur qui comprime l'air, augmentant ainsi la pression atmosphérique globale. "Hélas, observe le narrateur, le moteur lui-même était alimenté par l'air du réservoir..... Il n'a pas inversé l'égalisation, mais a permis d'augmenter la pression de l'air. Il n'a pas inversé l'égalisation mais, comme tout ce qui existe dans le monde, l'a exacerbée". Face à l'impossibilité d'empêcher la dégradation de l'atmosphère, les mécaniciens tentent de remodeler le cerveau lui-même, parallèlement aux adaptations transhumaines aux climats inhospitaliers. Tout cela n'aboutit à rien. Le narrateur termine l'histoire en spéculant sur un avenir possible, lorsqu'un explorateur intrépide franchira le mur de chrome et transformera le système fermé en un système ouvert. Les automates pourraient revivre, grâce à l'introduction d'une nouvelle pression, d'un nouveau souffle, mais leur esprit et leur culture ne survivraient pas.

Mais le souffle n'est rien d'autre qu'une technologie de survie. Je pense ici au travail de Jean-Thomas Tremblay sur le souffle en tant que technique féministe, ou aux archives d'Ashton Crawley sur le souffle dans les pratiques culturelles et spirituelles des Noirs. Les logiques médiatisées de sa mise en péril, de sa vulnérabilité et de sa force sont, comme l'affirme Tremblay, "autant une déclaration phénoménologique qu'une déclaration historique et culturelle". À ces archives respiratoires, j'ajouterais le souffle en tant que médiation environnementale. Cette médiation se produit à différents niveaux, depuis le brouillage par la respiration des frontières entre les médias et le corps jusqu'à la respiration en tant que modèle de réflexion sur le temps environnemental. Il est essentiel de noter qu'il ne s'agit pas d'un temps avec un début ou une fin, mais plutôt de cycles imbriqués de naissance et de décomposition, la médiation s'empilant sur elle-même. Quels nouveaux rythmes peuvent émerger ?

La temporalité de la conclusion d'"Exhalation" apporte une réponse provisoire. Les derniers paragraphes offrent une "valédiction"*, le narrateur s'adressant directement au lecteur. "Le même sort que celui qui m'a frappé t'attend-il ?" demandent-ils. Alors que la majeure partie du récit se déroule au passé, la fin s'inscrit dans un futur imaginé et s'adresse au lecteur à l'impératif : "Visualisez tout cela la prochaine fois que vous regarderez le monde gelé qui vous entoure, et il redeviendra, dans votre esprit, animé et vital. Telle est la temporalité de la spéculation, que Chiang présente comme un mode de réflexion sur l'effondrement écologique, qui ne prend pas l'effondrement comme une donnée et ne croit pas naïvement qu'il peut être évité. Il y a une fin, et il y a ce qui vient après la fin. L'après-fin est un espace de possibilités endeuillées :

Notre univers aurait pu glisser vers l'équilibre en n'émettant rien de plus qu'un sifflement silencieux. Le fait qu'il ait engendré une telle plénitude est un miracle, qui n'a d'égal que l'univers qui vous a donné naissance.

Respirer, c'est être médiateur du temps, pour soi mais aussi pour les autres. C'est être le médiateur de la possibilité du prochain souffle à venir, c'est coordonner et relier une multitude de systèmes naturels et culturels. Dans le cadre de la crise climatique, nous savons désormais de manière concluante que nos médias industriels sont à bout de souffle. Le défi que nous lance "Exhalation" est de les refaçonner pour qu'ils puissent soutenir le souffle.

Auteur: Moro Jeffrey

Info: https://jeffreymoro.com/blog/2022-04-01-defense-talk/ - 7 Jan 2021. Présentation faite dans le cadre du panel Environmental Media au MLA 2021, qui s'est tenu virtuellement. Pour les références du texte, voir directement sur le site. Trad Mg et DeepL. *Formule qui recommande le destinataire à la protection divine

[ homme-machine ] [ cadence ] [ science-fiction ] [ analyse de texte ] [ réchauffement climatique ] [ Gaïa ] [ tétravalence ] [ accélérationnisme ]

épistémologie

Opinion: Pourquoi la science a besoin de la philosophe

Malgré les liens historiques étroits entre la science et la philosophie, les scientifiques d'aujourd'hui perçoivent souvent la philosophie comme complètement différente, voire antagoniste, de la science. Nous soutenons ici que, au contraire, la philosophie peut avoir un impact important et productif sur la science.

Nous illustrons notre propos par trois exemples tirés de divers domaines des sciences de la vie contemporaines. Chacun d'entre eux concerne la recherche scientifique de pointe, et chacun ayant été explicitement reconnu par les chercheurs en exercice comme une contribution utile à la science. Ces exemples, et d'autres, montrent que la contribution de la philosophie peut prendre au moins quatre formes : la clarification des concepts scientifiques, l'évaluation critique des hypothèses ou des méthodes scientifiques, la formulation de nouveaux concepts et de nouvelles théories, et la promotion du dialogue entre les différentes sciences, ainsi qu'entre la science et la société.

Clarification conceptuelle et cellules souches.

Tout d'abord, la philosophie offre une clarification conceptuelle. Les clarifications conceptuelles améliorent non seulement la précision et l'utilité des termes scientifiques, mais conduisent également à de nouvelles recherches expérimentales, car le choix d'un cadre conceptuel donné contraint fortement la façon dont les expériences sont conçues.

La définition des cellules souches (stem cells) en est un excellent exemple. La philosophie a une longue tradition d'étude des propriétés, et les outils utilisés dans cette tradition ont récemment été appliqués pour décrire la "souche", propriété qui définit les cellules souches. L'un d'entre nous a montré que quatre types de propriétés différentes existent sous cette dénomination de souche (stemness) au vu des connaissances scientifiques actuelles. Selon le type de tissu, la stemness peut être une propriété catégorielle (propriété intrinsèque de la cellule souche, indépendante de son environnement), une propriété dispositionnelle (propriété intrinsèque de la cellule souche qui est contrôlée par le micro-environnement), une propriété relationnelle (propriété extrinsèque qui peut être conférée aux cellules non souches par le microenvironnement), ou une propriété systémique (propriété qui est maintenue et contrôlée au niveau de la population cellulaire entière).

Hans Clevers, chercheur en biologie des cellules souches et du cancer, note que cette analyse philosophique met en lumière d'importants problèmes sémantiques et conceptuels en oncologie et en biologie des cellules souches ; il suggère également que cette analyse soit facilement applicable à l'expérimentation. En effet, au-delà de la clarification conceptuelle, ce travail philosophique a des applications dans le monde réel, comme l'illustre le cas des cellules souches cancéreuses en oncologie.

Les recherches visant à développer des médicaments ciblant soit les cellules souches cancéreuses, soit leur microenvironnement, reposent en fait sur différents types de souches et sont donc susceptibles d'avoir des taux de réussite différents selon le type de cancer. En outre, elles pourraient ne pas couvrir tous les types de cancer, car les stratégies thérapeutiques actuelles ne tiennent pas compte de la définition systémique de la souche. Déterminer le type de souche présent dans chaque tissu et chaque cancer est donc utile pour orienter le développement et le choix des thérapies anticancéreuses. Dans la pratique, ce cadre a conduit à la recherche de thérapies anticancéreuses qui combinent le ciblage des propriétés intrinsèques des cellules souches cancéreuses, de leur microenvironnement et des points de contrôle immunitaires afin de couvrir tous les types possibles de souches.

En outre, ce cadre philosophique a récemment été appliqué à un autre domaine, l'étude des organoïdes (tissus en 3D dérivés de cellules souches, sont capables de s'auto-organiser et de reproduire certaines fonctions d'un organe.). Dans une revue systémique des données expérimentales sur les organoïdes provenant de diverses sources, Picollet-D'hahan et al. ont caractérisé la capacité à former des organoïdes comme une propriété dispositionnelle. Ils ont pu alors affirmer que pour accroître l'efficacité et la reproductibilité de la production d'organoïdes, actuellement un défi majeur dans le domaine, les chercheurs doivent mieux comprendre la partie intrinsèque de la propriété dispositionnelle qui est influencée par le microenvironnement. Pour distinguer les caractéristiques intrinsèques des cellules qui ont une telle disposition, ce groupe développe actuellement des méthodes de génomique fonctionnelle à haut débit, permettant d'étudier le rôle de pratiquement tous les gènes humains dans la formation des organoïdes.

Immunogénicité et microbiome.

En complément de son rôle dans la clarification conceptuelle, la philosophie peut contribuer à la critique des hypothèses scientifiques et peut même être proactive dans la formulation de théories nouvelles, testables et prédictives qui aident à définir de nouvelles voies pour la recherche empirique.

Par exemple, une critique philosophique du cadre du cadre immunitaire du soi et du non-soi a conduit à deux contributions scientifiques importantes. Tout d'abord, elle a servi de base à la formulation d'un nouveau cadre théorique, la théorie de la discontinuité de l'immunité, qui complète les modèles antérieurs du non-soi et du danger en proposant que le système immunitaire réagisse aux modifications soudaines des motifs antigéniques. Cette théorie éclaire de nombreux phénomènes immunologiques importants, notamment les maladies auto-immunes, les réponses immunitaires aux tumeurs et la tolérance immunologique à des ligands exprimés de façon chronique. La théorie de la discontinuité a été appliquée à une multitude de questions, aidant à explorer les effets des agents chimiothérapeutiques sur l'immunomodulation dans le cancer et expliquant comment les cellules tueuses naturelles modifient constamment leur phénotype et leurs fonctions grâce à leurs interactions avec leurs ligands** d'une manière qui assure la tolérance aux constituants corporels. La théorie permet également d'expliquer les conséquences des vaccinations répétées chez les personnes immunodéprimées et propose des modèles mathématiques dynamiques de l'activation immunitaire. Collectivement, ces diverses évaluations empiriques illustrent comment des propositions d'inspiration philosophique peuvent conduire à des expériences inédites, ouvrant ainsi de nouvelles voies de recherche.

Deuxièmement, la critique philosophique a contribué, avec d'autres approches philosophiques, à la notion selon laquelle tout organisme, loin d'être un soi génétiquement homogène, est une communauté symbiotique abritant et tolérant de multiples éléments étrangers (notamment des bactéries et des virus), qui sont reconnus mais non éliminés par son système immunitaire. La recherche sur l'intégration symbiotique et la tolérance immunitaire a des conséquences considérables sur notre conception de ce qui constitue un organisme individuel, qui est de plus en plus conceptualisé comme un écosystème complexe dont les fonctions clés, du développement à la défense, la réparation et la cognition, sont affectées par les interactions avec les microbes.

Influence sur les sciences cognitives.

L'étude de la cognition et des neurosciences cognitives offre une illustration frappante de l'influence profonde et durable de la philosophie sur la science. Comme pour l'immunologie, les philosophes ont formulé des théories et des expériences influentes, aidé à lancer des programmes de recherche spécifiques et contribué à des changements de paradigme. Mais l'ampleur de cette influence est bien plus importante que dans le cas de l'immunologie. La philosophie a joué un rôle dans le passage du behaviorisme au cognitivisme et au computationnalisme dans les années 1960. La théorie de la modularité de l'esprit, proposée par le philosophe Jerry Fodor, a peut-être été la plus visible. Son influence sur les théories de l'architecture cognitive peut difficilement être dépassée. Dans un hommage rendu après le décès de Fodor en 2017, l'éminent psychologue cognitif James Russell a parlé dans le magazine de la British Psychological Society de "psychologie cognitive du développement BF (avant Fodor) et AF (après Fodor) ".

La modularité renvoie à l'idée que les phénomènes mentaux résultent du fonctionnement de multiples processus distincts, et non d'un seul processus indifférencié. Inspiré par les résultats de la psychologie expérimentale, par la linguistique chomskienne et par les nouvelles théories computationnelles de la philosophie de l'esprit, Fodor a théorisé que la cognition humaine est structurée en un ensemble de modules spécialisés de bas niveau, spécifiques à un domaine et encapsulés sur le plan informationnel, et en un système central de plus haut niveau, général à un domaine, pour le raisonnement abductif, l'information ne circulant que verticalement vers le haut, et non vers le bas ou horizontalement (c'est-à-dire entre les modules). Il a également formulé des critères stricts de modularité. Aujourd'hui encore, la proposition de Fodor définit les termes d'une grande partie de la recherche empirique et de la théorie dans de nombreux domaines des sciences cognitives et des neurosciences, y compris le développement cognitif, la psychologie de l'évolution, l'intelligence artificielle et l'anthropologie cognitive. Bien que sa théorie ait été révisée et remise en question, les chercheurs continuent d'utiliser, de peaufiner et de débattre de son approche et de sa boîte à outils conceptuelle de base.

La philosophie et la science partagent les outils de la logique, de l'analyse conceptuelle et de l'argumentation rigoureuse. Cependant, les philosophes peuvent utiliser ces outils avec des degrés de rigueur, de liberté et d'abstraction théorique que les chercheurs praticiens ne peuvent souvent pas se permettre dans leurs activités quotidiennes.

La tâche des fausses croyances constitue un autre exemple clé de l'impact de la philosophie sur les sciences cognitives. Le philosophe Daniel Dennett a été le premier à concevoir la logique de base de cette expérience comme une révision d'un test utilisé pour évaluer la théorie de l'esprit, la capacité d'attribuer des états mentaux à soi-même et aux autres. Cette tâche teste la capacité d'attribuer à autrui des croyances que l'on considère comme fausses, l'idée clé étant que le raisonnement sur les croyances fausses d'autrui, par opposition aux croyances vraies, exige de concevoir les autres personnes comme ayant des représentations mentales qui divergent des siennes et de la façon dont le monde est réellement. Sa première application empirique remonte à 1983 , dans un article dont le titre, "Beliefs About Beliefs : Representation and Constraining Function of Wrong Beliefs in Young Children's Understanding of Deception", est en soi un hommage direct à la contribution de Dennett.

La tâche des fausses croyances représente une expérience marquante dans divers domaines des sciences cognitives et des neurosciences, avec de vastes applications et implications. Il s'agit notamment de tester les stades du développement cognitif chez les enfants, de débattre de l'architecture de la cognition humaine et de ses capacités distinctes, d'évaluer les capacités de la théorie de l'esprit chez les grands singes, de développer des théories de l'autisme en tant que cécité de l'esprit (selon lesquelles les difficultés à réussir la tâche des fausses croyances sont associées à cette maladie), et de déterminer quelles régions particulières du cerveau sont associées à la capacité de raisonner sur le contenu de l'esprit d'une autre personne .

La philosophie a également aidé le domaine des sciences cognitives à éliminer les hypothèses problématiques ou dépassées, contribuant ainsi à l'évolution de la science. Les concepts de l'esprit, de l'intelligence, de la conscience et de l'émotion sont utilisés de manière omniprésente dans différents domaines, avec souvent peu d'accord sur leur signification. L'ingénierie de l'intelligence artificielle, la construction de théories psychologiques des variables de l'état mental et l'utilisation d'outils neuroscientifiques pour étudier la conscience et l'émotion nécessitent des outils conceptuels pour l'autocritique et le dialogue interdisciplinaire - précisément les outils que la philosophie peut fournir.

La philosophie - parfois représentée par la lettre grecque phi - peut contribuer à faire progresser tous les niveaux de l'entreprise scientifique, de la théorie à l'expérience. Parmi les exemples récents, citons les contributions à la biologie des cellules souches, à l'immunologie, à la symbiose et aux sciences cognitives.  

La philosophie et la connaissance scientifique.

Les exemples ci-dessus sont loin d'être les seuls : dans les sciences de la vie, la réflexion philosophique a joué un rôle important dans des questions aussi diverses que l'altruisme évolutif , le débat sur les unités de sélection, la construction d'un "arbre de vie", la prédominance des microbes dans la biosphère, la définition du gène et l'examen critique du concept d'innéité. De même, en physique, des questions fondamentales comme la définition du temps ont été enrichies par les travaux des philosophes. Par exemple, l'analyse de l'irréversibilité temporelle par Huw Price et les courbes temporelles fermées par David Lewis ont contribué à dissiper la confusion conceptuelle en physique.

Inspirés par ces exemples et bien d'autres, nous considérons que la philosophie et la science se situent sur un continuum. La philosophie et la science partagent les outils de la logique, de l'analyse conceptuelle et de l'argumentation rigoureuse. Cependant, les philosophes peuvent utiliser ces outils avec des degrés de minutie, de liberté et d'abstraction théorique que les chercheurs praticiens ne peuvent souvent pas se permettre dans leurs activités quotidiennes. Les philosophes possédant les connaissances scientifiques pertinentes peuvent alors contribuer de manière significative à l'avancement de la science à tous les niveaux de l'entreprise scientifique, de la théorie à l'expérimentation, comme le montrent les exemples ci-dessus.

Mais comment, en pratique, faciliter la coopération entre chercheurs et philosophes ? À première vue, la solution pourrait sembler évidente : chaque communauté devrait faire un pas vers l'autre. Pourtant, ce serait une erreur de considérer cette tâche comme facile. Les obstacles sont nombreux. Actuellement, un nombre important de philosophes dédaignent la science ou ne voient pas la pertinence de la science pour leur travail. Même parmi les philosophes qui privilégient le dialogue avec les chercheurs, rares sont ceux qui ont une bonne connaissance de la science la plus récente. À l'inverse, peu de chercheurs perçoivent les avantages que peuvent leur apporter les idées philosophiques. Dans le contexte scientifique actuel, dominé par une spécialisation croissante et des demandes de financement et de résultats de plus en plus importantes, seul un nombre très limité de chercheurs a le temps et l'opportunité d'être au courant des travaux produits par les philosophes sur la science, et encore moins de les lire.

 Pour surmonter ces difficultés, nous pensons qu'une série de recommandations simples, assez facile à mettre en œuvre, peuvent aider à combler le fossé entre la science et la philosophie. La reconnexion entre la philosophie et la science est à la fois hautement souhaitable et plus réalisable en pratique que ne le suggèrent les décennies d'éloignement qui les séparent.

1) Laisser plus de place à la philosophie dans les conférences scientifiques. Il s'agit d'un mécanisme très simple permettant aux chercheurs d'évaluer l'utilité potentielle des idées des philosophes pour leurs propres recherches. Réciproquement, davantage de chercheurs pourraient participer à des conférences de philosophie, en développant les efforts d'organisations telles que l'International Society for the History, Philosophy, and Social Studies of Biology, la Philosophy of Science Association et la Society for Philosophy of Science in Practice.

2) Accueillir des philosophes dans des laboratoires et des départements scientifiques. Il s'agit d'un moyen efficace (déjà exploré par certains des auteurs et d'autres) pour les philosophes d'apprendre la science et de fournir des analyses plus appropriées et bien fondées, et pour les chercheurs de bénéficier d'apports philosophiques et de s'acclimater à la philosophie en général. C'est peut-être le moyen le plus efficace d'aider la philosophie à avoir un impact rapide et concret sur la science.

3) Co-superviser des doctorants. La co-supervision de doctorants par un chercheur et un philosophe est une excellente occasion de rendre possible l'enrichissement mutuel des deux domaines. Elle facilite la production de thèses qui sont à la fois riches sur le plan expérimental et rigoureuses sur le plan conceptuel et, ce faisant, elle forme la prochaine génération de philosophes-scientifiques.

4) Créer des programmes d'études équilibrés en science et en philosophie qui favorisent un véritable dialogue entre elles. De tels programmes existent déjà dans certains pays, mais leur développement devrait être une priorité absolue. Ils peuvent offrir aux étudiants en sciences une perspective qui les rend plus aptes à relever les défis conceptuels de la science moderne et fournir aux philosophes une base solide de connaissances scientifiques qui maximisera leur impact sur la science. Les programmes d'enseignement des sciences peuvent inclure un cours d'histoire des sciences et de philosophie des sciences. Les programmes de philosophie pourraient inclure un module de sciences.

5) Lire science et philosophie. La lecture des sciences est indispensable à la pratique de la philosophie des sciences, mais la lecture de la philosophie peut également constituer une grande source d'inspiration pour les chercheurs, comme l'illustrent certains des exemples ci-dessus. Par exemple, les clubs de lecture où les contributions scientifiques et philosophiques sont discutées constituent un moyen efficace d'intégrer la philosophie et la science.

6) Ouvrir de nouvelles sections consacrées aux questions philosophiques et conceptuelles dans les revues scientifiques. Cette stratégie serait un moyen approprié et convaincant de suggérer que le travail philosophique et conceptuel est continu avec le travail expérimental, dans la mesure où il est inspiré par celui-ci, et peut l'inspirer en retour. Cela rendrait également les réflexions philosophiques sur un domaine scientifique particulier beaucoup plus visibles pour la communauté scientifique concernée que lorsqu'elles sont publiées dans des revues de philosophie, qui sont rarement lues par les scientifiques.

Nous espérons que les mesures pratiques exposées ci-dessus encourageront une renaissance de l'intégration de la science et de la philosophie. En outre, nous soutenons que le maintien d'une allégeance étroite à la philosophie renforcera la vitalité de la science. La science moderne sans la philosophie se heurtera à un mur : le déluge de données dans chaque domaine rendra l'interprétation de plus en plus difficile, négligence et ampleur ampleur de l'histoire risquent de séparer davantage les sous-disciplines scientifiques, et l'accent mis sur les méthodes et les résultats empiriques entraînera une formation de moins en moins approfondie des étudiants. Comme l'a écrit Carl Woese : "une société qui permet à la biologie de devenir une discipline d'ingénierie, qui permet à la science de se glisser dans le rôle de modifier le monde vivant sans essayer de le comprendre, est un danger pour elle-même." Nous avons besoin d'une revigoration de la science à tous les niveaux, une revigoration qui nous rende les bénéfices de liens étroits avec la philosophie.

Auteur: Internet

Info: https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-02269657/document. " janvier 2020. Publication collective de Lucie Laplane, Paolo Mantovani, Ralph Adolphs, Hasok Chang, Alberto Mantovani, Margaret McFall-Ngai, Carlo Rovelli, Elliott Sober, et Thomas Pradeua. Trad Mg

[ mécanisme ] [ état des lieux ] [ corps-esprit ] [ tétravalences ] [ tour d'horizon ]

science métempirique

Des " expériences métaphysiques " explorent nos hypothèses cachées sur la réalité

Les expériences qui testent la physique et la philosophie comme " un tout unique " pourraient être notre seule voie vers une connaissance sûre de l’univers.

La métaphysique est la branche de la philosophie qui s'intéresse à l'échafaudage profond du monde : la nature de l'espace, du temps, de la causalité et de l'existence, les fondements de la réalité elle-même. Elle est généralement considérée comme invérifiable, car les hypothèses métaphysiques sous-tendent tous nos efforts pour effectuer des tests et interpréter les résultats. Ces hypothèses restent généralement tacites.

La plupart du temps, c'est normal. Les intuitions que nous avons sur la façon dont le monde fonctionne entrent rarement en conflit avec notre expérience quotidienne. À des vitesses bien inférieures à celle de la lumière ou à des échelles bien plus grandes que l'échelle quantique, nous pouvons, par exemple, supposer que les objets ont des caractéristiques définies indépendantes de nos mesures, que nous partageons tous un espace et un temps universels, qu'un fait pour l'un d'entre nous est un fait pour tous. Tant que notre philosophie fonctionne, elle se cache en arrière-plan, sans que personne ne la détecte, nous conduisant à croire à tort que la science est quelque chose de séparable de la métaphysique.

Mais aux confins inexplorés de l’expérience – à grande vitesse et à petite échelle – ces intuitions cessent de nous servir, ce qui nous rend impossible de faire de la science sans affronter de front nos hypothèses philosophiques. Soudain, nous nous trouvons dans un endroit où la science et la philosophie ne peuvent plus être clairement distinguées. Un endroit que le physicien Eric Cavalcanti appelle " métaphysique expérimentale ".

Cavalcanti porte le flambeau d'une tradition qui remonte à une longue lignée de penseurs rebelles qui ont résisté aux lignes de démarcation habituelles entre physique et philosophie. En métaphysique expérimentale, les outils de la science peuvent être utilisés pour tester nos visions du monde philosophiques, qui peuvent à leur tour être utilisées pour mieux comprendre la science. Cavalcanti, un Brésilien de 46 ans qui est professeur à l'université Griffith de Brisbane, en Australie, et ses collègues ont publié le résultat le plus solide jamais obtenu en métaphysique expérimentale, un théorème qui impose des contraintes strictes et surprenantes sur la nature de la réalité. Ils conçoivent maintenant des expériences astucieuses, bien que controversées, pour tester nos hypothèses non seulement sur la physique, mais aussi sur l'esprit.

On pourrait s’attendre à ce que l’injection de philosophie dans la science aboutisse à quelque chose de moins scientifique, mais en réalité, selon Cavalcanti, c’est tout le contraire. " Dans un certain sens, la connaissance que nous obtenons grâce à la métaphysique expérimentale est plus sûre et plus scientifique ", a-t-il déclaré, car elle vérifie non seulement nos hypothèses scientifiques mais aussi les prémisses qui se cachent généralement en dessous.

La frontière entre science et philosophie n’a jamais été clairement définie. Elle est souvent tracée en fonction de la testabilité. Toute science digne de ce nom est réputée vulnérable aux tests qui peuvent la falsifier, alors que la philosophie vise des vérités pures qui se situent quelque part hors de portée de l’expérimentation. Tant que cette distinction perdure, les physiciens croient qu’ils peuvent s’occuper des affaires compliquées de la " vraie science " et laisser les philosophes dans leurs fauteuils, à se caresser le menton.

Mais il s’avère que la distinction entre la testabilité et la fiabilité n’est pas valable. Les philosophes savent depuis longtemps qu’il est impossible de prouver une hypothèse. (Peu importe le nombre de cygnes blancs que vous voyez, le prochain pourrait être noir.) C’est pourquoi Karl Popper a dit qu’une affirmation n’est scientifique que si elle est falsifiable – si nous ne pouvons pas la prouver, nous pouvons au moins essayer de la réfuter. En 1906, cependant, le physicien français Pierre Duhem a montré qu’il était impossible de réfuter une seule hypothèse. Chaque élément scientifique est lié à un enchevêtrement d’hypothèses, a-t-il soutenu. Ces hypothèses concernent tout, des lois physiques sous-jacentes au fonctionnement d’appareils de mesure spécifiques. Si le résultat de votre expérience semble réfuter votre hypothèse, vous pouvez toujours rendre compte des données en modifiant l’une de vos hypothèses tout en laissant votre hypothèse intacte.

Prenons par exemple la géométrie de l’espace-temps. Emmanuel Kant, philosophe du XVIIIe siècle, a déclaré que les propriétés de l’espace et du temps ne sont pas des questions empiriques. Il pensait non seulement que la géométrie de l’espace était nécessairement euclidienne, ce qui signifie que la somme des angles intérieurs d’un triangle donne 180 degrés, mais que ce fait devait être R la base de toute métaphysique future ". Selon Kant, elle n’était pas testable empiriquement, car elle fournissait le cadre même dans lequel nous comprenons le fonctionnement de nos tests.

Et pourtant, en 1919, lorsque les astronomes ont mesuré la trajectoire de la lumière des étoiles lointaines contournant l'influence gravitationnelle du Soleil, ils ont découvert que la géométrie de l'espace n'était pas du tout euclidienne : elle était déformée par la gravité, comme Albert Einstein l'avait récemment prédit.

Ou bien l’ont-ils vraiment fait ? Henri Poincaré, le grand penseur français, a proposé une expérience de pensée fascinante. Imaginez que l’univers soit un disque géant conforme à la géométrie euclidienne, mais dont les lois physiques incluent les suivantes : le disque est plus chaud au centre et plus froid sur les bords, la température diminuant proportionnellement au carré de la distance par rapport au centre. De plus, cet univers présente un indice de réfraction (une mesure de la courbure des rayons lumineux) inversement proportionnel à la température. Dans un tel univers, les règles et les mètres ne seraient jamais droits (les objets solides se dilateraient et rétréciraient en fonction du gradient de température) tandis que l’indice de réfraction donnerait l’impression que les rayons lumineux se déplacent en courbes plutôt qu’en lignes. Par conséquent, toute tentative de mesurer la géométrie de l’espace (par exemple en additionnant les angles d’un triangle) conduirait à croire que l’espace n’est pas euclidien.

Tout test de géométrie nécessite de supposer certaines lois de la physique, tandis que tout test de ces lois de la physique nécessite de supposer la géométrie. Bien sûr, les lois physiques du monde du disque semblent ad hoc, mais les axiomes d’Euclide le sont aussi. " Poincaré, à mon avis, a raison ", a déclaré Einstein dans une conférence en 1921. Il a ajouté : " Seule la somme de la géométrie et des lois physiques est sujette à vérification expérimentale. " Comme l’a dit le logicien américain Willard V.O. Quine, " l’unité de signification empirique " – la chose qui est réellement testable – " est l’ensemble de la science. " L’observation la plus simple (que le ciel soit bleu, par exemple, ou que la particule soit là) nous oblige à remettre en question tout ce que nous savons sur le fonctionnement de l’univers.

Mais en réalité, c’est pire que cela. L’unité de signification empirique est une combinaison de science et de philosophie. Le penseur qui l’a le plus clairement perçu est le mathématicien suisse du XXe siècle Ferdinand Gonseth. Pour Gonseth, la science et la métaphysique sont toujours en dialogue l’une avec l’autre, la métaphysique fournissant les fondements sur lesquels la science opère, la science fournissant des preuves qui obligent la métaphysique à réviser ces fondements, et les deux s’adaptant et changeant ensemble comme un organisme vivant et respirant. Comme il l’a déclaré lors d’un symposium auquel il a assisté en l’honneur d’Einstein, " la science et la philosophie forment un tout unique ".

Ces deux notions étant liées par un nœud gordien, nous serions tentés de baisser les bras, car nous ne pouvons pas mettre à l’épreuve des affirmations scientifiques sans entraîner avec elles des affirmations métaphysiques. Mais il y a un revers à la médaille : cela signifie que la métaphysique est testable. C’est pourquoi Cavalcanti, qui travaille aux confins de la connaissance quantique, ne se qualifie pas de physicien, ni de philosophe, mais de " métaphysicien expérimental ".

J’ai rencontré Cavalcanti lors d’un appel vidéo. Ses cheveux noirs tirés en arrière en un chignon, il avait l’air maussade, son attitude prudente et sérieuse n’était compensée que par un chiot de 15 semaines qui se tortillait sur ses genoux. Il m’a raconté comment, alors qu’il était étudiant au Brésil à la fin des années 1990, il travaillait sur la biophysique expérimentale – " des choses très humides ", comme il le décrit, " extraire des cœurs de lapins et les placer sous des magnétomètres [supraconducteurs] ", ce genre de choses. Bien qu’il soit rapidement passé à un terrain plus sec (" travailler dans des accélérateurs de particules, étudier les collisions atomiques "), son travail était encore loin des questions métaphysiques qui persistaient déjà dans son esprit. " On m’avait dit que les questions intéressantes sur les fondements de la mécanique quantique avaient toutes été résolues par [Niels] Bohr dans ses débats avec Einstein ", a-t-il déclaré. Il a donc mesuré une autre section efficace, a produit un autre article et a tout recommencé le lendemain.

Il a fini par travailler pour la Commission nationale de l’énergie nucléaire du Brésil, et c’est là qu’il a lu les livres des physiciens Roger Penrose et David Deutsch, chacun proposant une histoire métaphysique radicalement différente pour expliquer les faits de la mécanique quantique. Devrions-nous abandonner l’hypothèse philosophique selon laquelle il n’y a qu’un seul univers, comme le suggérait Deutsch ? Ou, comme le préférait Penrose, peut-être que la théorie quantique cesse de s’appliquer à grande échelle, lorsque la gravité entre en jeu. " Il y avait là ces brillants physiciens qui non seulement discutent directement des questions relatives aux fondements, mais qui sont également profondément en désaccord les uns avec les autres ", a déclaré Cavalcanti. Penrose, a-t-il ajouté, " est même allé au-delà de la physique pour entrer dans ce qui est traditionnellement de la métaphysique, en posant des questions sur la conscience. "

Inspiré, Cavalcanti décide de poursuivre un doctorat sur les fondements quantiques et trouve une place à l’Université du Queensland en Australie. Sa thèse commence ainsi : " Pour comprendre la source des conflits des fondements quantiques, il est essentiel de savoir où et comment nos modèles et intuitions classiques commencent à ne plus pouvoir décrire un monde quantique. C’est le sujet de la métaphysique expérimentale. " Un professeur dépose sa thèse et déclare : " Ce n’est pas de la physique. "

Mais Cavalcanti était prêt à démontrer que la frontière entre physique et philosophie était déjà irrémédiablement floue. Dans les années 1960, le physicien nord-irlandais John Stewart Bell avait lui aussi rencontré une culture de la physique qui n’avait aucune patience pour la philosophie. L’époque où Einstein et Bohr se disputaient sur la nature de la réalité – et s’engageaient dans une profonde réflexion philosophique – était révolue depuis longtemps. L’esprit pratique de l’après-guerre régnait et les physiciens étaient impatients de se consacrer à la physique, comme si le nœud gordien avait été tranché, comme s’il était possible d’ignorer la métaphysique tout en parvenant à faire de la science. Mais Bell, effectuant son travail hérétique pendant son temps libre, a découvert une nouvelle possibilité : s’il est vrai qu’on ne peut pas tester une seule hypothèse de manière isolée, on peut prendre plusieurs hypothèses métaphysiques et voir si elles tiennent ou non ensemble.

Pour Bell, ces hypothèses sont généralement comprises comme étant la localité (la croyance que les choses ne peuvent pas s'influencer les unes les autres instantanément à travers l'espace) et le réalisme (qu'il existe une certaine manière dont les choses sont simplement, indépendamment de leur mesure). Son théorème, publié en 1964, a prouvé ce que l'on appelle l'inégalité de Bell : pour toute théorie fonctionnant sous les hypothèses de localité et de réalisme, il existe une limite supérieure à la corrélation entre certains événements. La mécanique quantique, cependant, a prédit des corrélations qui ont dépassé cette limite supérieure.

Le théorème de Bell n'était pas testable tel qu'il était rédigé, mais en 1969, le physicien et philosophe Abner Shimony a compris qu'il pouvait être réécrit sous une forme adaptée au laboratoire. Avec l'aide de John Clauser, Michael Horne et Richard Holt, Shimony a transformé l'inégalité de Bell en inégalité CHSH (du nom des initiales de ses auteurs) et en 1972, dans un sous-sol de Berkeley, en Californie, Clauser et son collaborateur Stuart Freedman l'ont mise à l'épreuve en mesurant les corrélations entre paires de photons.

Les résultats ont montré que le monde confirmait les prédictions de la mécanique quantique, montrant des corrélations qui restaient bien plus fortes que ne le permettait l’inégalité de Bell. Cela signifiait que la localité et le réalisme ne pouvaient pas être tous deux des caractéristiques de la réalité – bien que les expériences ne puissent pas dire lequel des deux nous devrions abandonner. " À mon avis, ce qui est le plus fascinant dans les théorèmes du type de Bell, c’est qu’ils offrent une occasion rare de mener une entreprise que l’on peut à juste titre appeler - métaphysique expérimentale - ", écrivait Shimony en 1980 dans la déclaration qui est largement considérée comme à l’origine du terme.

Mais il se trouve que le terme remonte à bien plus loin, jusqu'à un personnage des plus improbables. Michele Besso, le meilleur ami et le conseiller d'Einstein, fut la seule personne à qui Einstein doit son aide pour élaborer la théorie de la relativité. Mais Besso l'a moins aidé en physique qu'en philosophie. Einstein avait toujours été un réaliste, croyant en une réalité cachée, indépendante de nos observations, mais Besso lui a fait découvrir les écrits philosophiques d'Ernst Mach, qui soutenait qu'une théorie ne devait se référer qu'à des quantités mesurables. Mach, par l'intermédiaire de Besso, a encouragé Einstein à abandonner ses notions métaphysiques d'espace, de temps et de mouvement absolus. Le résultat fut la théorie de la relativité restreinte.

Lors de sa publication en 1905, les physiciens ne savaient pas vraiment si cette théorie relevait de la physique ou de la philosophie. Toutes ses équations avaient déjà été écrites par d’autres ; seule la métaphysique qui les sous-tendait était nouvelle. Mais cette métaphysique a suffi à donner naissance à une nouvelle science, la relativité restreinte ayant cédé la place à la relativité générale, une nouvelle théorie de la gravité, assortie de nouvelles prédictions vérifiables. Besso s’est ensuite lié d’amitié avec Gonseth ; en Suisse, les deux hommes ont fait de longues promenades ensemble, au cours desquelles Gonseth a fait valoir que la physique ne pourrait jamais être posée sur des fondations solides, car les expériences peuvent toujours renverser les hypothèses les plus fondamentales sur lesquelles elle est construite. Dans une lettre que Gonseth a publiée dans un numéro de 1948 de la revue Dialectica , Besso a suggéré à Gonseth de qualifier son travail de " métaphysique expérimentale ".

La métaphysique expérimentale a acquis une sorte de siège officiel dans les années 1970 avec la fondation de l’Association Ferdinand Gonseth à Bienne, en Suisse. " La science et la philosophie forment un seul corps ", affirmait-elle dans ses valeurs fondatrices, " et tout ce qui se passe dans la science, que ce soit dans ses méthodes ou dans ses résultats, peut avoir des répercussions sur la philosophie jusque dans ses principes les plus fondamentaux. " C’était une déclaration radicale, tout aussi choquante pour la science que pour la philosophie. L’association publiait un bulletin clandestin intitulé Epistemological Letters , une sorte de " zine " de physique, avec des pages dactylographiées et ronéotypées parsemées d’équations dessinées à la main, qui était envoyé par courrier à une centaine de physiciens et philosophes qui constituaient une nouvelle contre-culture – les quelques audacieux qui voulaient discuter de métaphysique expérimentale. Shimony en était le rédacteur en chef.

Le théorème de Bell a toujours été au centre de ces discussions, car là où les travaux antérieurs en physique laissaient de côté leur métaphysique, dans le travail de Bell, les deux étaient véritablement et explicitement indissociables. Le théorème ne concernait aucune théorie particulière de la physique. C'était ce que les physiciens appellent un théorème " d'interdiction", une preuve générale montrant qu'aucune théorie fonctionnant sous les hypothèses métaphysiques de localité et de réalisme ne peut décrire le monde dans lequel nous vivons. Vous voulez un monde qui soit juste d'une certaine manière, même lorsqu'il n'est pas mesuré ? Et vous voulez de la localité ? Pas question. Ou, comme l'a dit Shimony dans Epistemological Letters , dans un jeu de mots sur le nom de Bell, ceux qui veulent défendre une telle vision du monde " devraient se souvenir du sermon de Donne :   Et donc n'envoyez jamais demander pour qui sonne le glas ; il sonne pour vous. "

" Bell était à la fois un philosophe de la physique et un physicien ", a déclaré Wayne Myrvold , philosophe de la physique à l’Université Western au Canada. "Et dans certains de ses meilleurs articles, il combine essentiellement les deux. " Cela a ébranlé les rédacteurs en chef des revues de physique traditionnelles et d’autres gardiens de la science. " Ce genre de travail n’était définitivement pas considéré comme respectable ", a déclaré Cavalcanti.

C'est pourquoi, lorsque le physicien français Alain Aspect a proposé à Bell une nouvelle expérience qui permettrait de tester l'inégalité de Bell tout en excluant toute influence résiduelle se propageant entre les appareils de mesure utilisés pour détecter la polarisation des photons, Bell lui a demandé s'il avait un poste permanent de professeur. " Nous craignions que cette expérience ne ruine la carrière d'un jeune physicien ", a déclaré Myrvold.

En 2022, Aspect, Clauser et Anton Zeilinger se rendent à Stockholm pour recevoir le prix Nobel. Les corrélations de Bell, qui violent les inégalités, ont conduit à des technologies révolutionnaires, notamment la cryptographie quantique, l’informatique quantique et la téléportation quantique. Mais " malgré les avantages technologiques ", a déclaré Myrvold, " le travail était motivé par des questions philosophiques ". Selon la citation du Nobel, les trois physiciens ont été récompensés pour " avoir été des pionniers de la science de l’information quantique ". Selon Cavalcanti, ils ont gagné pour la métaphysique expérimentale.

LE THÉORÈME DE BELL n'était que le début.

À la suite d’expériences violant les inégalités de type Bell, plusieurs conceptions de la réalité sont restées sur la table. On pouvait conserver le réalisme et abandonner la notion de localité, en acceptant que ce qui se passe dans un coin de l’univers affecte instantanément ce qui se passe dans un autre et que, par conséquent, la relativité doit être modifiée. Ou bien on pouvait conserver la notion de localité et abandonner le réalisme, en acceptant que les choses dans l’univers n’ont pas de caractéristiques définies avant d’être mesurées – que la nature, dans un sens profond, invente des choses à la volée.

Mais même si vous abandonnez la réalité pré-mesure, vous pouvez toujours vous accrocher à la réalité post-mesure. Autrement dit, vous pouvez imaginer prendre tous ces résultats de mesure et les rassembler en une seule réalité partagée. C'est généralement ce que nous entendons par " réalité ". C'est la notion même d'un monde objectif.

Une expérience de pensée réalisée en 1961 jette le doute sur cette possibilité. Eugene Wigner, le physicien lauréat du prix Nobel, a proposé un scénario dans lequel un observateur, qu'on appelle " l'ami de Wigner ", se rend dans un laboratoire où se trouve un système quantique, par exemple un électron dans une combinaison quantique, ou superposition, de deux états appelés " spin up " et " spin down ". L'ami mesure le spin de l'électron et constate qu'il est up. Mais Wigner, debout à l'extérieur, peut utiliser la mécanique quantique pour décrire l'état complet du laboratoire, où, de son point de vue, aucune mesure n'a eu lieu. L'état de l'ami et l'état de l'électron sont simplement corrélés – intriqués – tandis que l'électron reste dans une superposition d'états. En principe, Wigner peut même effectuer une mesure qui montrera les effets physiques de la superposition. Du point de vue de l'ami, l'électron a un état post-mesure, mais cela ne semble pas faire partie de la réalité de Wigner.

En 2018, ce doute persistant sur une réalité commune est devenu un véritable dilemme. Časlav Brukner , physicien à l'université de Vienne, s'est rendu compte qu'il pouvait combiner l'expérience de type Bell avec celle de l'ami de Wigner pour prouver un nouveau théorème de non-retour. L'idée était d'avoir deux amis et deux Wigner ; les amis mesurent chacun la moitié d'un système intriqué, puis chacun des Wigner effectue l'une des deux mesures possibles dans le laboratoire de son ami. Les résultats des mesures des Wigner seront corrélés, tout comme les polarisations des photons dans les expériences originales de type Bell, avec certaines hypothèses métaphysiques imposant des limites supérieures à la force de ces corrélations.

Il s’est avéré que la preuve de Brukner reposait sur une hypothèse supplémentaire qui affaiblissait la force du théorème résultant, mais elle a inspiré Cavalcanti et ses collègues à créer leur propre version. En 2020, dans la revue Nature Physics , ils ont publié " A Strong No-Go Theorem on the Wigner’s Friend Paradox ", qui a prouvé deux choses. Premièrement, que la métaphysique expérimentale, auparavant reléguée dans des zines underground, est désormais digne de revues scientifiques prestigieuses, et deuxièmement, que la réalité est encore plus étrange que ce que le théorème de Bell a jamais suggéré.

Leur théorème de non-retour a montré que, si les prédictions de la mécanique quantique sont correctes, les trois hypothèses suivantes ne peuvent pas toutes être vraies : la localité (pas d'action étrange à distance), la liberté de choix (pas de conspiration cosmique vous incitant à régler vos détecteurs de telle sorte que les résultats semblent violer l'inégalité de Bell même si ce n'est pas le cas) et l'absoluité des événements observés (un électron avec un spin up pour l'ami de Wigner est un électron avec un spin up pour tout le monde). Si vous voulez des interactions locales et un cosmos sans conspiration, alors vous devez abandonner l'idée qu'un résultat de mesure pour un observateur est un résultat de mesure pour tous.

Il est significatif que leur théorème de non-droit " limite l’espace des théories métaphysiques possibles plus étroitement que le théorème de Bell ", a déclaré Cavalcanti.

" C’est une amélioration importante ", a déclaré Brukner. " C’est le théorème de non-entrée le plus précis et le plus solide. " C’est-à-dire qu’il s’agit de la métaphysique expérimentale la plus puissante à ce jour. " La force de ces théorèmes de non-entrée est précisément qu’ils ne testent pas une théorie particulière, mais une vision du monde. En les testant et en montrant les violations de certaines inégalités, nous ne rejetons pas une théorie, mais toute une classe de théories. C’est une chose très puissante. Cela nous permet de comprendre ce qui est possible. "

Brukner déplore que les implications de la métaphysique expérimentale n’aient pas encore été pleinement intégrées au reste de la physique en général – en particulier, selon lui, au détriment de la recherche sur la nature quantique de la gravité. " C’est vraiment dommage, car nous nous retrouvons avec des images erronées de ce à quoi ressemble le vide ou de ce qui se passe dans un trou noir, par exemple, alors que ces images sont décrites sans aucune référence aux modes d’observation ", a-t-il déclaré. " Je ne pense pas que nous ferons des progrès significatifs dans ces domaines tant que nous n’aurons pas vraiment travaillé sur la théorie de la mesure. "

On ne sait pas si la métaphysique expérimentale pourra un jour nous conduire à la théorie correcte de la gravité quantique, mais elle pourrait au moins réduire les chances de réussite. " Il y a une histoire, je ne sais pas si elle est apocryphe, mais elle est belle ", a écrit Cavalcanti dans un article de 2021 , selon laquelle Michel-Ange, lorsqu’on lui a demandé comment il avait sculpté David, a dit : " J’ai juste enlevé tout ce qui n’était pas David. " J’aime penser au paysage métaphysique comme au bloc de marbre brut – avec différents points du bloc correspondant à différentes théories physiques – et à la métaphysique expérimentale comme à un ciseau pour sculpter le marbre, en éliminant les coins qui ne décrivent pas le monde de notre expérience. Il se peut que nous soyons incapables de réduire le bloc à un seul point, correspondant à la seule véritable " théorie de tout ". Mais nous pouvons espérer qu’après avoir sculpté tous les morceaux que l’expérience nous permet de sculpter, ce qui reste forme un bel ensemble. "

Tandis que je parlais avec Cavalcanti, j’essayais de comprendre à quelle interprétation de la mécanique quantique il adhérait en déterminant les hypothèses métaphysiques auxquelles il espérait s’accrocher et celles qu’il était prêt à abandonner. Était-il d’accord avec l’ interprétation bohémienne de la mécanique quantique, qui échange la localité contre le réalisme ? Était-il un [a https://www.quantamagazine.org/quantum-bayesianism-explained-by-its-founder-20150604/ ]" QBiste "[/a], sans besoin de l’absoluité des événements observés ? Croyait-il aux conspirations cosmiques des superdéterministes , qui attribuent toutes les mesures corrélées dans l’univers actuel à un plan directeur établi au début des temps ? Et que dire des mesures engendrant des réalités parallèles, comme dans l’ hypothèse des mondes multiples ? Cavalcanti gardait le visage impassible d’un vrai philosophe ; il ne voulait rien dire. (Le chiot, pendant ce temps, se livrait à une lutte acharnée contre le tapis.) J’ai cependant saisi un indice. Quelle que soit l’interprétation qu’il choisira, il souhaite qu’elle touche au mystère de l’esprit – ce qu’est la conscience ou ce que l’on entend par observateur conscient. " Je pense toujours que c’est le mystère le plus profond ", a-t-il déclaré. " Je ne pense pas qu’aucune des interprétations disponibles ne parvienne réellement à la bonne histoire. "

Dans leur article de 2020 dans Nature Physics , Cavalcanti et ses collègues ont rapporté les résultats de ce qu’ils ont appelé une " version de démonstration de principe " de leur expérience Bell-cum-Wigner’s-friend, qui a montré une violation claire des inégalités dérivées des hypothèses conjointes de localité, de liberté de choix et d’absoluité des événements observés. Mais l’expérience est intrinsèquement délicate à réaliser, car quelque chose – ou quelqu’un – doit jouer le rôle d’observateur. Dans la version de démonstration de principe, les " amis " de Wigner étaient joués par les trajectoires de photons, tandis que les détecteurs de photons jouaient le rôle des Wigner. Il est notoirement difficile de dire si quelque chose d’aussi simple qu’une trajectoire de photon compte comme un observateur.

" Si vous pensez que n’importe quel système physique peut être considéré comme un observateur, alors l’expérience a déjà été réalisée ", a déclaré Cavalcanti.  Mais la plupart des physiciens diront : " Non, je n’y crois pas. Alors, quelles sont les prochaines étapes ? Jusqu’où pouvons-nous aller ? " Une molécule est-elle un observateur ? Une amibe ? Wigner pourrait-il être ami avec une figue ? Ou un ficus ?

Si l’ami doit être humain, il est difficile de surestimer à quel point il serait difficile de mesurer un atome dans une superposition, ce qui est exactement ce que les Wigner de l’expérience sont censés faire. Il est déjà assez difficile de maintenir un atome dans une superposition. Maintenir les états superposés d’un atome signifie l’isoler de pratiquement toutes les interactions – y compris les interactions avec l’air – ce qui signifie le stocker à un cheveu au-dessus du zéro absolu. L’être humain adulte moyen, en plus d’avoir besoin d’air, est composé de quelque 30 000 milliards de cellules, chacune contenant environ 100 000 milliards d’atomes. La technologie, la motricité fine et l’éthique douteuse dont un Wigner aurait besoin pour effectuer sa mesure mettraient à rude épreuve l’imagination de n’importe quel physicien ou comité d’évaluation institutionnel. " On ne souligne pas toujours que cette expérience [proposée] est un acte violent ", a déclaré Myrvold. " Il s’agit essentiellement de détruire la personne puis de la réanimer. " Bonne chance pour obtenir la subvention pour cela.

Brukner, pour sa part, se demande si la mesure n’est pas seulement difficile, mais impossible. " Je pense que si nous mettons tout cela sur papier, nous verrons que les ressources nécessaires à Wigner pour effectuer cette mesure vont bien au-delà de ce qui est disponible dans l’univers ", a-t-il déclaré. " Peut-être que dans une théorie plus fondamentale, ces limitations feront partie de la théorie, et il s’avérera que cette question n’a aucun sens. " Ce serait un véritable tournant pour la métaphysique expérimentale. Peut-être que nos plus profondes intuitions sur la nature de la réalité viendront lorsque nous réaliserons ce qui n’est pas testable.

Cavalcanti garde cependant espoir. Nous ne pourrons peut-être jamais mener l’expérience sur un humain, dit-il, mais pourquoi pas un algorithme d’intelligence artificielle ? Dans son dernier ouvrage , en collaboration avec le physicien Howard Wiseman et la mathématicienne Eleanor Rieffel , il soutient que l’ami pourrait être un algorithme d’intelligence artificielle exécuté sur un grand ordinateur quantique, effectuant une expérience simulée dans un laboratoire simulé. " À un moment donné ", soutient Cavalcanti, " nous aurons une intelligence artificielle qui sera essentiellement impossible à distinguer de l’humain en ce qui concerne les capacités cognitives ", et nous pourrons tester son inégalité une fois pour toutes.

Mais cette hypothèse n’est pas sans controverse. Certains philosophes de l’esprit croient en la possibilité d’une IA forte, mais certainement pas tous. Les penseurs de ce que l’on appelle la cognition incarnée, par exemple, s’opposent à la notion d’esprit désincarné, tandis que l’approche énactive de la cognition n’accorde l’esprit qu’aux créatures vivantes.

Tout cela place la physique dans une position délicate. Nous ne pouvons pas savoir si la nature viole l’inégalité de Cavalcanti – nous ne pouvons pas savoir, en d’autres termes, si l’objectivité elle-même est sur le billot métaphysique – tant que nous ne pouvons pas définir ce qui compte comme observateur, et pour cela, il faut faire appel à la physique, aux sciences cognitives et à la philosophie. L’espace radical de la métaphysique expérimentale s’élargit pour les entrelacer toutes les trois. Pour paraphraser Gonseth, peut-être qu’elles forment un tout unique. 

Auteur: Internet

Info: Quanta Magazine, Amanda Gefter, 30 juillet 2024 - https://www.quantamagazine.org/metaphysical-experiments-test-hidden-assumptions-about-reality-20240730/?mc_cid=48655a0431&mc_eid=78bedba296

[ tétravalence ] [ observateur défini ] [ désir de conclure ] [ questions ] [ solipsisme de la monade grégaire anthropique ]