société de surveillance

Dans les sociétés développées du début du XXIe siècle, un individu un tant soit peu “intégré” laisse tout au long de ses journées des traces de son activité dans des dizaines d’ordinateurs.

Des bornes électroniques enregistrent son passage dans les stations de métro, à bord des bus ou aux péages autoroutiers – un simple clic depuis sa voiture, et voici que la barrière se lève, que son compte bancaire est automatiquement débité. Ça roule. Toutes les antennes relais près desquelles il passe avec son téléphone portable s’en souviendront aussi. Les ordinateurs qu’il utilise gardent en mémoire l’ensemble des sites Internet qu’il visite et, symétriquement, tous ces sites retiennent l’adresse IP de la machine depuis laquelle il était connecté (à moins qu’il prenne des dispositions particulières pour brouiller les pistes). Qui plus est, bon nombre de ces sites lui demandent une foule de renseignements personnels qu’ils utilisent ou revendent. Sans parler de la mise à nu que demande (et permet) la fréquentation de sites de “rencontres” ou de “réseaux sociaux”…

S’il est salarié d’une entreprise ou d’une administration, une partie essentielle de son activité peut être recensée et évaluée par sa hiérarchie grâce à l’outil informatique. Même le cadre le plus “nomade” est tenu en laisse par son téléphone et son ordinateur portables, témoins de ses efforts et de ses relâchements pendant le temps qu’il passe loin du siège. Quant aux camionneurs, leur travail et leurs trajets sont absolument transparents aux yeux de leurs patrons. Grâce à l’informatique embarquée et au GPS, les possibilités pour un employé du fret routier d’assouplir son itinéraire, de dissimuler des pauses ou des détours indus sont réduites à presque rien. Des capteurs reliés à l’ordinateur de bord permettent même d’analyser après coup sa manière de conduire, pour pouvoir lui donner des “conseils” qui réduiront le risque de panne, la consommation d’essence ou… sa propre fatigue.

Si notre contemporain ordinaire est un agriculteur subventionné par l’Europe, l’administration peut vérifier grâce à des photos satellites qu’il ne ment pas au sujet des cultures qu’il déclare et de leur superficie, afin de ne pas lui attribuer des primes qu’il ne “mérite” pas. S’il est éleveur, il est sommé d’installer une puce électronique à l’oreille de ses bêtes, pour que leur identité soit reconnue par les lecteurs des services vétérinaires qui contrôlent les troupeaux, et par ceux des abattoirs où les animaux seront “bipés” comme n’importe quel article de supermarché. Traçabilité oblige.

En France, s’il est écolier, il figure dans toute une batterie de fichiers qui sont abreuvés d’informations à son sujet, de la maternelle jusqu’à la fin des études et même au-delà. La Base Élèves n’était qu’un ballon d’essai, désormais chaque élève aura son Livret personnel (et numérique) de compétences, véritable banque de données sur son parcours depuis le plus jeune âge, qui sera plus tard consultable par des recruteurs ou des agents de Pôle Emploi censés l’aider à trouver un travail. Il y a aussi, entre autres, le logiciel Suivi de l’orientation, qui vise à répertorier les 150 000 élèves sortant chaque année du système scolaire sans diplôme, ou le logiciel Sconet qui enregistre les notes, les absences, les sanctions des collégiens. Il y a les bornes biométriques pour accéder au réfectoire, dans les établissements où la traditionnelle carte de cantine est jugée trop archaïque et malcommode. Il y a, de plus en plus, des systèmes d’envoi automatisé de SMS aux parents dès qu’une absence de leur progéniture est constatée par les ordinateurs du lycée.

S’il demande un congé maladie, une allocation de chômage ou un revenu minimum, il doit prendre garde aux recoupements d’informations que la gestion informatique facilite entre les différentes caisses d’assurance et d’assistance, l’administration fiscale et les banques. Enfin, s’il a commis un délit, fût-ce le plus insignifiant, en a été victime ou simplement retenu comme témoin, il figure pour plusieurs dizaines d’années dans le STIC : le Système de traitement des infractions constatées, à ce jour le plus généreux et le plus ouvert des fichiers de police, avec ses quarante-cinq millions d’inscrits.

Il y a dix ou quinze ans, un tel tableau du futur proche pouvait encore sembler improbable et paranoïaque. Aujourd’hui, il est banal, la plupart de ses éléments sont connus de tous, certains font d’ailleurs l’objet d’indignations aussi récurrentes qu’inconséquentes. Demain, il se pourrait qu’il paraisse enfantin, préhistorique.

Auteur: Groupe Marcuse

Info: La liberté dans le coma

[ vie quotidienne ] [ management du parc humain ] [ métadonnées ]

technologie

Comment Internet modifie le cerveau
L'écran aspire-t-il notre cerveau ?
À force de passer des milliers d'heures à naviguer sur Internet, Nicholas Carr en est arrivé à une conclusion : Internet modifie l'esprit. Dans son dernier livre, Internet rend-il bête ?*, le journaliste et écrivain américain constate, comme de nombreux " travailleurs de l'écran ", qu'il a de plus en plus de mal à se concentrer sur une tâche complexe, ou même à ne faire qu'une seule chose à la fois. La vie en mode zapping fait des dégâts. " J'ai le sentiment désagréable que quelqu'un, ou quelque chose, bricole avec mon cerveau ", explique-t-il. Amoureux du Net, l'auteur a d'autant plus de difficultés à en dire du mal : Internet " est un si bon serviteur qu'il serait déplacé de remarquer qu'il est aussi notre maître ", s'amuse-t-il.
Ce qui importe, selon Nicholas Carr, ce n'est pas tant le contenu diffusé par les médias que la façon de les diffuser. " Les médias opèrent leur magie, ou leurs méfaits, sur le système nerveux lui-même ", explique-t-il. Notre cerveau est enfermé dans la boîte crânienne, ce qui nous laisse penser - à tort - qu'il serait insensible aux événements extérieurs ; qu'il les capterait et les analyserait sans en subir les influences. Mais " le cerveau est et sera toujours un chantier en cours ", rappelle l'auteur.
L'esprit devient affamé
Reprenant la thèse selon laquelle l'activité du cerveau le modèle et le façonne en permanence, comme l'eau qui coule dans le sable crée des chemins qu'elle empruntera toujours par la suite, Nicholas Carr tire la sonnette d'alarme. Les " médias électriques " ont changé notre façon de percevoir le monde. Radio, télévision, Internet : tous nous crient l'urgence de les consulter, au contraire des journaux papier et des " livres poussiéreux " d'antan, qui nous chuchotaient qu'on avait tout le temps pour les consulter au calme.
Résultat : "Le plongeur qui, naguère, explorait l'océan des mots, en rase maintenant la surface à la vitesse de l'éclair." Dans un clin d'oeil à Descartes, Nicholas Carr affirme même que " nous devenons ce que nous pensons ". L'effet est pire sur les jeunes, qui sont nés avec Internet. Selon une étude citée dans l'ouvrage, certains enfants trop habitués aux pages web ne sauraient plus vraiment lire une page de haut en bas et de gauche à droite. L'addiction est aussi présente : " Mon esprit n'était pas seulement à la dérive, il avait faim. Il demandait à être alimenté comme le Net le nourrit - et plus il était nourri, plus il avait faim. " La " surcharge cognitive " est telle que la capacité à réfléchir est menacée.
Nouvelle ère
Un constat alarmant ? Pas forcément. Nicholas Carr entrevoit une nouvelle ère pour la pensée, qui nous sortirait définitivement des Lumières et du rationalisme. En jeu, de nouveaux mécanismes cognitifs, dont on ne sait pas encore s'ils sont meilleurs ou moins bons que ceux que nous avions tous il y a encore vingt ans.
L'habitude du zapping, par exemple, permet de traiter plusieurs tâches à la fois de façon plus efficace, mais réduit la capacité à résoudre des problèmes complexes, et à mémoriser des souvenirs. Autre exemple : la généralisation du guidage GPS atrophie la partie du cerveau chargée de l'orientation dans l'espace, mais libère du temps et des neurones pour d'autres activités. Pour le moment, nous savons simplement que nous avons " sacrifié des parties de notre cerveau " au profit d'autres apports, que nous commençons tout juste à entrevoir. Reste à savoir si nous serons perdants. Le bilan semble négatif aujourd'hui, mais Carr veut être optimiste : peut-être l'homme apprendra-t-il bientôt a tirer profit de sa nouvelle capacité à ne jamais se concentrer...
Commentaire : Euh... pardon? Sa "nouvelle capacité"?
Demain, tous transformés
Ceux qui passent des heures sur leur écran et qui, le soir venu, se demandent ce qu'ils ont fait de leur journée, se reconnaîtront bien dans le livre de Nicholas Carr. Certains passages les feront sourire, notamment le récit de sa tentative de désintoxication durant la rédaction du livre. " Le démantèlement de ma vie en ligne ne s'est pas fait sans douleur [...] De temps en temps, je m'offrais une journée entière d'orgie sur le Net ", raconte-t-il.
Seul regret, la traduction depuis l'anglais du vocabulaire technique n'est pas toujours parfaite. Par exemple, le sigle ISP, qui signifie " Internet Service Provider ", c'est-à-dire fournisseur d'accès à Internet, n'est ni expliqué ni traduit. L'abonnement (account) qui va avec est traduit par " compte ". Quelques lignes plus loin, c'est la connexion broadband (haut-débit) qui est traduite par " large bande ". Mais ces petits détails ne sont pas gênants pour la compréhension. Internet rend-il bête ? n'en est pas moins un ouvrage ambitieux, qui essaie de cerner les évolutions du cerveau et de la pensée à l'ère numérique, et de nous préparer à ce qui nous attend dans le monde encore plus connecté de demain. Un livre à recommander à tous les forçats du Web !

Auteur: Internet

Info: Science de l'Esprit, Le Point 10 novembre 2011

[ sociologie ] [ lecture ]

covid-19

De façon concrète, dans nos vies, la "smart planet" sans contact - le monde-machine - a franchi des seuils en 2020 :

Bond en avant du commerce électronique et des livraisons à domicile. L’épidémie a augmenté de 183 milliards les dépenses dans l’e-commerce mondial. L’e-commerce représente désormais 13,4 % du commerce de détail en France, contre 9,8 % en 2019. Selon Romain Boisson, patron de Visa France, "l’e-commerce s’est ancré dans les habitudes de consommation des Français et s’impose désormais […] pour tous les commerçants, quelle que soit la taille de leur entreprise". Deliveroo vaut 7 milliards de dollars en bourse. Les grandes sociétés de transport/logistique (DHL, UPS, FedEx, etc.) ont réalisé un chiffre d’affaires de 300 milliards de dollars en 2020. Le chiffre d’affaires d’Amazon a augmenté de 38 % en 2020 pour atteindre 320 milliards d’euros. C’est à l’"Amazon academy" que l’État français, via la Banque publique d’investissement, confie la formation des PME pour leur mettre le pied à l’Internet. Nom du programme : l’Accélérateur du numérique.

Adoption du télétravail. Cinq millions de Français ont télétravaillé pendant le premier confinement et 60 % des salariés veulent continuer après la crise. Moins de locaux, plus de télécommunications. Le nombre d’abonnés à la fibre chez Orange a bondi de 50 % : "Jamais on n’a autant câblé les Français qu’en 2020". Boom des applications de visioconférence et autres "outils collaboratifs" en ligne. Microsoft Teams enregistre un record avec 44 millions d’utilisateurs quotidiens. Les ventes d’ordinateurs connaissent la plus forte croissance annuelle (+ 4,8 %) depuis dix ans dans le monde. Au tribunal administratif de Grenoble, "le tout numérique a amorti la baisse d’activité". De quoi tenir l’objectif des services publics "100 % dématérialisés" fixé par la plan "Action publique 2022".

Invasion du télé-enseignement. Invention des cours "en distanciel" y compris pour les apprentis, grâce au "learning management system". L’école de commerce de Grenoble organise ses "Portes ouvertes online" en janvier 2021. La ministre de l’Enseignement supérieur, Frédérique Vidal, voit dans l’épidémie "une opportunité de façonner l’université numérique de demain". Envol inespéré pour le "e-learning et les ed-tech", le plus profitable des "marchés porteurs" identifiés en février 2020 par le cabinet Roland Berger, avec 6000 milliards de dollars en 2018. Parmi les "verrous à lever", celui-ci déplorait "la complexité́ des processus d’accès au marché́ scolaire qui agit comme une barrière à l’entrée". Voilà un verrou forcé par le virus. Le moindre prétexte renvoie désormais les élèves derrière leur écran, comme l’ont constaté ceux des Yvelines, assignés "en distanciel" pour une chute de neige le 10 février 2021. #Restezchezvous est entré dans les mœurs.

Ruée sur les loisirs en ligne. 36 % de temps d’écran en plus par jour pour les Français, plus une heure de télé supplémentaire. Plus de 2,6 milliards de personnes utilisent quotidiennement Facebook, WhatsApp et Instagram, soit 15 % de plus que fin 201928. Netflix et le jeu vidéo, grands gagnants du confinement. Lequel a "accéléré le processus d’une culture de la sédentarité plus poussée, notamment la place des écrans", alerte David Thivel, membre du conseil scientifique de l’Observatoire national de l’activité́ physique et de la sédentarité́ (il y a des observatoires pour tout). Les Français ont pris en moyenne 3 kg en 2020.

Décollage de la télémédecine. 28 % de téléconsultations en avril 2020, contre 0,1 % avant la pandémie. 19 millions de téléconsultations remboursées par la Sécurité sociale en 2020. Les start up de la santé numérique (dites "healthtech") lèvent 8,2 milliards de dollars au premier trimestre 2020, un record30. Selon Stanislas Niox-Chateau, le patron de Doctolib, "une fois l’épidémie de coronavirus passée, entre 15 % et 20 % des consultations médicales se feront à distance en France".

[...]

Invasion de la monnaie virtuelle. Les Français délaissent le cash par peur de la contamination. Les retraits de liquide ont chuté de 50 % en volume pendant le premier confinement, au profit du paiement "sans contact" (dont l’Autorité bancaire européenne a relevé le plafond à 50 €), qui bondit de 65 %. Les réfractaires ont "sauté le pas, et il n’y aura pas de retour en arrière", selon Pierre-Antoine Vacheron, directeur général de Natixis Payments. Au fait, le nombre de distributeurs de billets diminue en France depuis 2015. Ça va s’accélérer. Avec l’e-commerce et le "click & collect", le consommateur paie désormais en ligne. "Les Français s’y habituent", constate le même expert. Ou plutôt, on y habitue les Français. On s’est vu refuser un chèque au motif qu’il faudrait toucher notre carte d’identité pour l’encaisser. [...]

Effet-cliquet : on ne revient pas en arrière quand les technologies ont imposé de nouvelles habitudes. L’offre a créé la demande. De réunions Zoom en concerts virtuels, de cours sur Internet en achats en ligne, de cyber-démarches administratives en téléconsultations médicales, nous devenons des Smartiens, cette espèce qui ne survit que connectée à la Machinerie générale. Voyez la gratitude des confinés connectés – "comment aurions-nous fait sans Internet ?" - révélant toute honte bue leur dépendance Si notre vie tient à un câble, la sélection technologique élimine ceux qui refusent ou n’ont pas accès à la connexion universelle. Seuls restent les adaptés, les connectés, vaccinés, livrés et monitorés par la Machine. Le petit commerce ne survit pas sans mise en ligne, c’est-à-dire sans supprimer ce qui fait le petit commerce. Il faut choisir : disparaître ou disparaître.

Auteur: PMO Pièces et main-d'oeuvre

Info: Dans "Le règne machinal", éditions Service compris, 2021, pages 65 à 70

[ transition technologique ] [ transformations ] [ conséquences ] [ accélération ]

post-darwinisme

Internet et l’informatique en général ont joué un rôle permanent dans l’histoire de la mémétique, par exemple en faisant accepter l’idée que des codes non biologiques (typiquement, les virus informatiques) puissent avoir une reproduction autonome. La résolution de problèmes industriels a rebaptisé mémétiques les algorithmes génétiques. Mais surtout, le tissu social de l’internet, plus maillé de jour en jour, constitue une deuxième couche de lien social, d’interactions et de contenu. Il prend une telle épaisseur qu’il abrite sa propre faune. Des contenus – humoristiques, effrayants ou engagés – prolifèrent à une vitesse telle qu’on ne pourrait plus les contrôler sans "fermer" Internet. On appelle cela Internet memes parce que, depuis le début, la mémétique et la web culture sont consanguines. Le court-circuit linguistique ne s’est pas fait attendre, bien que personne ne l’ait anticipé : les "mèmes Internet" sont devenus mèmes par la grâce simplificatrice des médias grand public. Le nom sans objet a fusionné avec l’objet sans nom. Malheureusement, on se polarise trop sur les contenus sémantiques d’Internet, alors que l’on devrait aussi s’intéresser à la structure procédurale qui les sous-tend, en étudiant par exemple les puissants mèmes aux implications politiques et sociétales lourdes que sont Share (partagez du contenu), Like (dites que vous aimez) et Report (signaler un abus) !

Au fil des années, la communauté des méméticiens avait commencé à "tuer le père" en se détachant progressivement de Dawkins, de son analogie trop simple, éloquemment nommée "camisole intellectuelle" (Wallace, 2013). Mais voici qu’au festival de Cannes 2013, le succès des Internet memes fait sortir du bois "l’athée le plus célèbre du monde", avec un vidéo-clip taillé selon les codes visuels de YouTube. La nouvelle "petite phrase" de Dawkins est un pied de nez à toute la science sérieuse : "L’idée même de mème a elle-même muté et évolué dans une nouvelle direction".

Le jeu de mot "mutations are designed not random" (les mutations sont créées, pas aléatoires) est délibérément contestable : il ouvre une conception nouvelle du rapport entretenu par les variantes culturelles avec le terrain humain. La créativité et l’intention de l’artiste y font partie des conditions de naissance de la solution créative, sont le générateur de hasard.

Si exaspérant soit-il, Dawkins joue son rôle de diva en "levant des fonds" : il utilise le modèle économique de demain, celui qui convertit l’attention captée en revenus. Grâce aux Internet memes, il fait d’une pierre trois coups. Car pour une nouvelle science, il ne faut pas seulement de nouvelles lunettes et beaucoup de temps de cerveau, mais aussi un nouveau champ de données, une espèce inconnue, un nouveau continent. Autrement, on se heurte au reproche classique : "mais pourquoi aurait-on besoin de vos nouvelles lunettes, alors que celles que nous fabriquons déjà fonctionnent très bien ?" L’ennui, c’est que les vieilles lunettes ne voient pas bien ce qui est en train de se passer parce que cela va trop vite.

Une autre forme de science est nécessaire pour demain

On sait dire aujourd’hui "à quelle question la mémétique apporte une réponse". Les questions apparaissent chaque jour un peu plus clairement : pourquoi les phénomènes de société échappent-ils à toute prévision et plus encore à tout contrôle ? Pourquoi même les bonnes nouvelles sont-elles surprenantes ? Qu’est-ce qui influence les influenceurs ? Jusqu’où tel bouleversement va-t-il se propager ? Est-il normal que les objets nous utilisent et communiquent entre eux ? Aujourd’hui, la difficulté de prévoir, l’irruption permanente et encouragée de la nouveauté, voire de la disruption, ainsi que l’explosion des données massives (big data) appellent les compétences sociocognitives des "tendanceurs". Pensée rapide, échanges en réseau, erreur autorisée, remise en cause permanente et preuve par l’action. La mémétique rejoint cet arsenal des chasseurs de tendances parce qu’elle voit le monde avec d’autres lunettes, des lunettes qui savent que l’on regarde du vivant autoorganisé et non plus du "construit par l’homme selon des plans". Du coup ces lunettes nous rendent davantage capables de voir ce qui change rapidement et d’en percevoir les évolutions possibles. Aujourd’hui, la mouvance de l’économie collaborative se propose de mettre en partage le "code source" d’innovations citoyennes directement prêtes à être  expérimentées. 

Il devient impossible de penser seul ou en petits groupes centrés sur l’allégeance à un seul paradigme. Les sujets d’études offerts aux sciences de l’homme par le monde contemporain affolent par leur nombre, leur diversité et leur vitesse de renouvellement. De même, la connaissance se fabrique partout en même temps, dans un tissu ouvert constitué de personnes et de machines. La conscience même du sujet connecté n’est plus la même que celle du sujet isolé. La mémétique peut fournir un ensemble de métaphores agissant à la manière de passerelles interdisciplinaires, telles que la vision des solutions comme chemins entre états instables, celle du stockage partiel des souvenirs dans les objets, ou celle de l’ADN organisationnel comme fonctionnement implicite partagé des collectifs.

Une première condition est le recentrage indispensable de l’observation, du mème abstrait vers la solution concrète que l’on voit se reproduire et évoluer.

Une autre serait de mettre en lien souplement, autour de ce concept général de solutions, toutes les observations et réflexions – sans aucune contrainte disciplinaire – sur la manière dont nos actions s’inspirent et se déclenchent à partir des corps, des lieux et des objets, se répètent, sont bien ou mal vécues en commun, sont mémorisées, fabriquent des structures, produisent des récits…

Mais avant tout, la plus importante est de reconnaître la mémétique pour ce qu’elle est : un projet collaboratif, spontané, a-disciplinaire, mondial, qui nous équipe d’un regard neuf sur ce que la vie humaine est en train de devenir… un regard qui change jusqu’à notre conception de nous-mêmes. La mémétique ne mourra pas tant que ce travail restera à faire. Elle ne s’effacera pas, si ce n’est dans un projet plus grand qui réponde aux mêmes nécessités et partage la même ouverture.

Auteur: Jouxtel Pascal

Info: In Cairn infos, reprenant Hermès, La Revue 2013/3 (n° 67), pages 50 à 56

[ distanciation ] [ recul épistémologique ]

portrait

Maryam Mirzakhani était mathématicienne, mais elle oeuvrait  comme une artiste, toujours en train de dessiner. Elle aimait s'accroupir sur le sol avec de grandes feuilles de papier, les remplissant de gribouillages : figures florales répétées et corps bulbeux et caoutchouteux, leurs appendices coupés proprement, comme les habitants d'un dessin animé, égarés,  de Miyazaki. L’un de ses étudiants diplômés de l’Université de Stanford a déclaré que Mirzakhani décrivait les problèmes mathématiques non pas comme des énigmes logiques intimidantes mais comme des tableaux animés. "C'est presque comme si elle avait une fenêtre sur le paysage mathématique et qu'elle essayait de décrire comment les choses qui y vivaient interagissaient les unes avec les autres", explique Jenya Sapir, aujourd'hui professeure adjointe à l'Université de Binghamton. "Pour elle, tout arrive en même temps."

Mirzakhani a grandi à Téhéran avec le rêve de devenir écrivain. En sixième année, elle a commencé à Farzanegan, une école pour les filles les plus douées de la ville, et a obtenu les meilleures notes dans toutes ses classes, à l'exception des mathématiques. Vers la fin de l'année scolaire, l'instructeur lui a rendu un test de mathématiques noté 16 sur 20, et Mirzakhani l'a déchiré et a fourré les morceaux dans son sac. Elle a dit à une amie qu’elle en avait assez en mathématiques : " Je ne vais même pas essayer de faire mieux. " Mirzakhani, cependant, était constitutionnellement incapable de ne pas essayer, et elle tomba bientôt amoureuse de la poésie épurée du sujet. Alors qu'elle était au lycée, elle et sa meilleure amie, Roya Beheshti, sont devenues les premières femmes iraniennes à se qualifier pour l'Olympiade internationale de mathématiques, et l'année suivante, en 1995, Mirzakhani a remporté une médaille d'or avec un score parfait.

Mirzakhani a déménagé aux États-Unis à l'automne 1999 pour poursuivre ses études supérieures à Harvard. Sa passion était la géométrie et elle était particulièrement attirée par les " surfaces hyperboliques ", qui ont la forme de chips Pringles. Elle a exploré un univers extrême dans son abstraction – avec des " espaces de modules ", où chaque point représente une surface – et des dimensions qui dépassent les nôtres. D'une manière ou d'une autre, Mirzakhani était capable d'évoquer des aspects de tels espaces à considérer, en griffonnant sur une feuille de papier blanc pour essayer une idée, s'en souvenir ou en rechercher une nouvelle ; ce n'est que plus tard qu'elle transcrira ses aventures dans les symboles conventionnels des mathématiques. "on ne veut pas écrire tous les détails ", a-t-elle dit un jour à un journaliste. "Mais le processus du dessin de quelque chose vous aide d'une manière ou d'une autre à rester connecté." Son doctorat : thèse commencée en dénombrant des boucles simples sur des surfaces, a conduit à un calcul du volume total des espaces de modules. Cela a permis à la jeune chercheuse de publier trois articles distincts dans des revues mathématiques de premier plan, dont l'un contenait une nouvelle preuve surprenante de la célèbre " conjecture de Witten ", une étape importante dans la physique théorique reliant les mathématiques et la gravité quantique. Les mathématiques de Mirzakhani sont appréciées pour leurs grands sauts créatifs, pour les liens qu'elles ont révélés entre des domaines éloignés, pour leur sens de la grandeur.

Lorsque Jan Vondrak, qui deviendra son mari, la rencontre en 2003, il ne savait pas, dit-il, qu'" elle était une superstar ". Mirzakhani terminait ses études à Harvard et Vondrak, aujourd'hui professeur de mathématiques à Stanford, étudiait au MIT ; ils se sont rencontrés lors d'une fête, chacun reconnaissant une âme sœur qui n'aimait pas particulièrement les fêtes. Vondrak l'a initiée au jazz et les deux ont fait de longues courses le long de la rivière Charles. Mirzakhani était à la fois modeste – Vondrak a appris de ses nombreuses réalisations grâce à des amis communs – et extrêmement ambitieuse. Vondrak se souvient de ses rêves de découvertes futures dans l'espace des modules, mais aussi de sa détermination à explorer des domaines plus lointains, comme la théorie des nombres, la combinatoire et la " théorie ergodique ". Elle avait, selon Vondrak, " 100 ans de projets ".

Il y a trois ans, Mirzakhani, 37 ans, est devenue la première femme à remporter la médaille Fields, le prix Nobel de mathématiques. La nouvelle de cette récompense et le symbolisme évident (première femme, première Iranienne, immigrante d'un pays musulman) la troublaient. Elle fut très perplexe lorsqu’elle a découvert que certaines personnes pensaient que les mathématiques n’étaient pas pour les femmes – ce n’était pas une idée qu’elle ou ses amis avaient rencontrée en grandissant en Iran – mais elle n’était pas encline, de par sa personnalité, à dire aux autres quoi penser. À mesure qu’elle devenait une célébrité parmi les Iraniens, les gens l’approchaient pour lui demander une photo, ce qu’elle détestait. La médaille Fields a également été annoncée alors qu'elle venait de terminer un traitement épuisant contre le cancer du sein.

En 2016, le cancer est réapparu, se propageant au foie et aux os de Mirzakhani. Tous ceux qui ont connu Mirzakhani la décrivent comme étant d’un optimisme inébranlable ; ils quittaient toujours les conversations avec un sentiment d'énergie. Mais finalement, il est devenu impossible pour Mirzakhani de continuer ce que sa jeune fille, Anahita, appelait sa " peinture ". Lors d'un service commémoratif à Stanford, Curtis McMullen, directeur de thèse de Mirzakhani et président du département de mathématiques de Harvard, a déclaré que lorsqu'elle était étudiante, elle venait à son bureau et posait des questions qui étaient " comme des histoires de science-fiction ", des scènes vivantes qu'elle avait entrevues. dans un coin inexploré de l’univers mathématique – des structures étranges et des motifs séduisants, tous en mouvement et interconnectés. Puis elle le regardait de ses yeux bleu-gris. " Est ce bien? " demanderait-elle, comme s'il pouvait connaître la réponse.

Auteur: Internet

Info: Nytimes, by Gareth Cook, 2017

[ syntropie ] [ visualisation ]

biophysique

La photosynthèse des plantes utilise un tour de passe-passe quantique

Des chercheurs ont observé des similitudes étonnantes entre la photosynthèse des plantes vertes et le fameux "cinquième état de la matière" en mettant le doigt sur un curieux phénomène; ils ont trouvé des liens entre le processus de photosynthèse, qui permet aux végétaux d’exploiter la lumière du soleil, et les condensats de Bose-Einstein, des matériaux dans un état très particulier qui fait intervenir la physique quantique.

"Pour autant que je sache, ces deux disciplines n’ont jamais été connectées auparavant, donc ce résultat nous a semblé très intrigant et excitant", explique David Mazziotti, co-auteur de l’étude.

Son laboratoire est spécialisé dans la modélisation des interactions complexes de la matière. Ces derniers temps, son équipe s’est intéressée aux mécanismes de la photosynthèse à l’échelle des atomes et des molécules. Plus précisément, les chercheurs se sont penchés sur le siège de cette réaction : les chloroplastes, les petites structures chlorophylliennes qui donnent leur couleur aux plantes vertes.

Lorsqu’un photon vient frapper une structure bien précise à la surface de ces chloroplastes (le photosystème II, ou PSII), cela a pour effet d’arracher un électron — une particule élémentaire chargée négativement. Ce dernier devient alors l’acteur principal d’une réaction en chaîne complexe. Le mécanisme est déjà relativement bien connu. Il a été étudié en profondeur par des tas de spécialistes, et c’est aujourd’hui l’une des pierres angulaires de la biologie végétale.

Mais le départ de cet électron laisse aussi ce que les physiciens appellent un trou. Il ne s’agit pas d’une particule à proprement parler. Mais cette structure chargée positivement est aussi capable se déplacer au sein d’un système. Elle peut donc se comporter comme un vecteur d’énergie.

Ensemble, l’électron éjecté et le trou qu’il laisse derrière lui forment un couple dynamique appelé exciton. Et si le rôle du premier est bien documenté, le comportement du second dans le cadre de la photosynthèse n’a quasiment pas été étudié.

C’est quoi, un condensat de Bose-Einstein ?

Pour combler cette lacune, Mazziotti et ses collègues ont réalisé des modélisations informatiques du phénomène. Et en observant les allées et venues de ces excitons, ces spécialistes des interactions de la matière ont rapidement remarqué quelques motifs qui leur ont semblé familiers ; ils rappelaient fortement un concept proposé par Einstein en 1925.

Imaginez un gaz où des particules se déplacent aléatoirement les uns par rapport aux autres, animées par leur énergie interne. En le refroidissant (ce qui revient à retirer de l’énergie au système), on force les atomes à s’agglutiner ; le gaz passe à l’état liquide, puis solide dans certains cas.

Lorsqu’on le refroidit encore davantage pour s’approcher du zéro absolu, les atomes arrivent dans un état où ils n’ont quasiment plus d’énergie à disposition ; ils sont presque entièrement figés dans un état ultra-condensé, séparés par une distance si minuscule que la physique newtonienne traditionnelle ne suffit plus à l’expliquer.

Sans rentrer dans le détail, dans ces conditions, les atomes (ou plus précisément les bosons) qui composent certains matériaux deviennent quasiment indiscernables. Au niveau quantique, ils forment un système unique, une sorte de super-particule où chaque constituant est exactement dans le même état (voir la notion de dualité onde-corpuscule pour plus de détails). On appelle cela un condensat de Bose-Einstein.

Ces objets ne suivent pas les règles de la physique traditionnelle. Ils affichent des propriétés très particulières qui n’existent pas dans les gaz, les liquides, les solides ou le plasma. Pour cette raison, ces condensats sont parfois considérés comme les représentants du "cinquième état de la matière". (après le solide, le liquide, le gaz et le plasma)

De la biologie végétale à la physique quantique

La plus remarquable de ces propriétés, c’est que les condensats de Bose-Einstein sont de vraies autoroutes à particules. D’après la physicienne américaine Louise Lerner, l’énergie s’y déplace librement, sans la moindre résistance. Même si les mécanismes physiques sous-jacents sont différents, on se retrouve dans une situation comparable à ce que l’on trouve dans les supraconducteurs.

Or, d’après les modèles informatiques créés par Mazziotti et ses collègues, les excitons générés par la photosynthèse peuvent parfois se lier comme dans les condensats de Bose-Einstein. C’est une observation particulièrement surprenante, car jusqu’à présent, cela n’a été documenté qu’à des températures proches du zéro absolu. Selon Louise Lerner, c’est aussi étonnant que de voir "des glaçons se former spontanément dans une tasse de café chaud".

Le phénomène n’est pas aussi marqué chez les plantes que dans les vrais condensats de Bose-Einstein. Mais d’après les auteurs de l’étude, cela aurait quand même pour effet de doubler l’efficacité des transferts énergétiques indispensables à la photosynthèse.

De la recherche fondamentale aux applications pratiques

Les implications de cette découverte ne sont pas encore parfaitement claires. Mais il y en a une qui met déjà l’eau à la bouche des chercheurs : ces travaux pourraient enfin permettre d’utiliser les formidables propriétés des condensats de Bose-Einstein dans des applications concrètes.

En effet, même si ces matériaux sont très intéressants sur le papier, le fait de devoir atteindre une température proche du zéro absolu limite grandement leur intérêt pratique. Aujourd’hui, ils sont utilisés exclusivement en recherche fondamentale. Mais puisqu’un phénomène comparable a désormais été modélisé à température ambiante, les chercheurs vont pouvoir essayer d’utiliser ces mécanismes pour concevoir de nouveaux matériaux aux propriétés très intéressantes.

"Un condensat d’excitons parfait est très sensible et nécessite des conditions très spécifiques", précise Mazziotti. "Mais pour les applications réalistes, c’est très excitant de voir que ce phénomène qui augmente l’efficacité du système peut survenir à température ambiante", se réjouit-il.

A long terme, cette découverte va sans doute contribuer à la recherche fondamentale, en biologie végétale mais aussi en physique quantique pure. Cela pourrait aussi faire émerger une nouvelle génération de composants électroniques très performants. Il sera donc très intéressant de suivre les retombées de ces travaux encore balbutiants, mais exceptionnellement prometteurs.

Auteur: Internet

Info: https://www.journaldugeek.com/, Antoine Gautherie le 05 mai 2023

[ recherche fondamentale ]

cognition

Les secrets de la conscience : l'imagerie cérébrale révèle pour la première fois des connexions critiques 

Des chercheurs américains ont réussi à cartographier un réseau cérébral essentiel dans l'intégration de l'éveil et de la conscience humaine, en utilisant des techniques d'IRM multimodales avancées. Cette approche offre de nouvelles pistes pour traiter certains troubles neurologiques.

(Image : illustration d'une galaxie dans la silhouette d'une tête humaine représentant l'éveil de la conscience)

Au cœur des neurosciences se trouve un défi complexe : comprendre les fondements de la conscience humaine. Entre éveil et perception, se dessinent des réseaux cérébraux dont les mystères ont longtemps échappé à nos outils d'observation. Mais grâce à la neuro-imagerie, les chercheurs ont identifié un réseau cérébral crucial pour la conscience humaine.

Dans un article publié le 1er mai 2024 dans Science Translational Medicine, un groupe de chercheurs du Massachusetts General Hospital et du Boston Children's Hospital, aux États-Unis, tous deux faisant partie du système de santé Mass General Brigham, ont réussi à cartographier un réseau cérébral sous-cortical crucial dans l'intégration de l'éveil et de la conscience humaine. 

Éveil et conscience : deux dimensions de l'activité cérébrale

L'éveil concerne l'activité et l'attention du cerveau, tandis que la conscience implique nos pensées et sensations résultant de l'intégration d'informations sensorielles et émotionnelles. Il est intéressant de noter que ces deux aspects de la conscience peuvent être dissociés, comme chez les patients en état végétatif qui présentent des cycles d'éveil mais une absence de conscience.

Si le cortex cérébral est considéré comme le siège principal des processus neuronaux de la conscience, les voies sous-corticales ascendantes du tronc cérébral, de l'hypothalamus, du thalamus et du cerveau basal sont essentielles pour l'éveil. Les voies ascendantes transportent des informations sensorielles et des signaux moteurs depuis le tronc cérébral vers le cerveau.

Visualiser les connexions cérébrales à une résolution submillimétrique

À l'aide de techniques d'IRM multimodales avancées, les chercheurs ont pu visualiser les connexions cérébrales à une résolution spatiale submillimétrique.

Cette approche leur a permis de cartographier des connexions jusqu'alors inconnues entre le tronc cérébral, le thalamus, l’hypothalamus, le prosencéphale basal et le cortex cérébral, formant ainsi ce qu'ils nomment le "réseau d'éveil ascendant par défaut", essentiel pour maintenir l'éveil.

Le tronc cérébral est une partie essentielle du cerveau située à la base, qui contrôle des fonctions vitales comme la respiration et la fréquence cardiaque. Le thalamus agit comme un relais pour les informations sensorielles, aidant à les transmettre au cortex cérébral pour le traitement. L’hypothalamus joue un rôle clé dans la régulation des fonctions corporelles telles que la faim, la soif, et le sommeil. Le prosencéphale basal est impliqué dans le contrôle des mouvements et des émotions. Le cortex cérébral est la couche externe du cerveau responsable des fonctions cognitives supérieures telles que la pensée, la perception et la conscience. Ensemble, ces régions forment un réseau appelé le "réseau d'éveil ascendant par défaut", crucial pour maintenir l'état de veille et la conscience dans le cerveau.

(Illustration : Anatomie du cerveau en coupe)

"Notre objectif était de cartographier un réseau cérébral (ensemble de régions du cerveau qui travaillent conjointement pour effectuer des fonctions spécifiques, connectées par des voies de communication neuronales) crucial pour la conscience humaine et de fournir aux cliniciens des outils améliorés pour détecter, prédire et favoriser la récupération de la conscience chez les patients atteints de graves lésions cérébrales", explique Brian Edlow, premier auteur de l'étude, co-directeur du Neuroscience Mass General et directeur associé du Center for Neurotechnology and Neurorecovery (CNTR), dans un communiqué.

Ce réseau " ascendant par défaut de l'éveil" maintient l'éveil dans le cerveau conscient au repos. Le concept d'un réseau " par défaut" repose sur l'idée que certains systèmes de neurones dans le cerveau sont le plus activement fonctionnels lorsque le cerveau est dans un état de repos conscient. En revanche, d'autres réseaux sont plus actifs lorsque le cerveau effectue des tâches dirigées vers des objectifs.

Intégration des données IRM pour cartographier le réseau cérébral

Pour étudier les propriétés fonctionnelles de ce réseau cérébral par défaut, les chercheurs ont combiné des techniques d'imagerie cérébrale avancées, intégrant des données de tractographie par IRM de diffusion ex vivo (cultures cellulaires) et d'IRM fonctionnelle (IRMf) in vivo (humain) à 7 Tesla (7-T).

Les données d'IRM ont ainsi permis de localiser les zones dans le cerveau et d'étudier leurs connexions à l'aide de techniques de tractographie par IRM de diffusion. L’analyse des données d'IRM fonctionnelle, quant à elle, a permis aux chercheurs de comprendre comment ces connexions influent sur l'état d'éveil et de conscience du cerveau humain.

Ces analyses ont finalement révélé des connexions fonctionnelles entre le réseau ascendant par défaut du tronc cérébral et le réseau mode par défaut cortical qui contribue à la conscience de soi dans le cerveau conscient au repos. Les cartes de connectivité structurelle et fonctionnelles complémentaires fournissent une base neuroanatomique pour intégrer l'éveil et la conscience dans la conscience humaine.

(image en coupe montrant un exemple de données de tractographie par IRM de diffusion. Il s'agit là d'une vue latérale du tractus moteur, le tractus corticospinal, d'un sujet humain.)

Feuille de route pour mieux comprendre 

"Les connexions cérébrales humaines que nous avons identifiées peuvent être utilisées comme une feuille de route pour mieux comprendre un large éventail de troubles neurologiques associés à une conscience altérée, allant du coma, aux crises, au syndrome de mort subite du nourrisson (SIDS)", précise Hannah Kinney, MD, Professeure Émérite à l'Hôpital pour Enfants de Boston et à l'École de Médecine de Harvard, dans un communiqué.

Les données de cette étude pourraient servir de base pour comprendre divers troubles neurologiques liés à une altération de la conscience. Les chercheurs ont mis à disposition des données IRM et des méthodes de cartographie cérébrale, ainsi qu'un nouvel atlas du Réseau Ascendant de l'Éveil de Harvard, pour soutenir de futures recherches dans ce domaine.

Les auteurs mènent actuellement des essais cliniques pour stimuler le réseau ascendant par défaut de l'éveil chez les patients en coma après une lésion cérébrale traumatique, dans le but de réactiver le réseau et de restaurer la conscience.

Auteur: Internet

Info: sciencesetavenir.fr - Juliette Frey le 10.05.2024

[ vigilance ] [ proencéphale basal ]

multinationales

Les GAFAM et les NATU, nouveaux maîtres du monde de l’économie numérique ?

Encore des néo-acronymes anglo-saxons au menu aujourd’hui ! Levons le suspens tout de suite. GAFAM regroupe les initiales de Google, Apple, Facebook, Amazon, Microsoft et NATU ceux de Netflix, Air BNB, Telsa et Uber. En gros les dix plus grandes sociétés américaines de l’économie numérique. Deux acronymes pour une valorisation boursière comparable, tenez vous bien, au budget annuel de la France et un chiffre d’affaire annuel supérieur à celui du Danemark avec "seulement" 300 000 employés. Une sacré efficacité économique par employé, une croissance annuelle supérieur à celle de la Chine et surtout, une position dominante sur le marché qui commence à faire réfléchir.

Ces mastodontes de l’économie numérique représenteraient à eux seuls, près de 60% de nos usages numériques quotidiens. A l’heure où la France commence à prendre sérieusement conscience des enjeux de l’économie numérique, ces géants numériques ont une sacré longueur d’avance dans cette nouvelle révolution industrielle. Est-il trop tard ? Sans doute. Mais la France et l’Europe n’ont pas dit leur dernier mot.

- Qui sont vraiment ces GAFAM et NATU ? Je ne vais pas présenter tout le monde mais pour faire vite, disons qu’ils se partagent les grandes fonctions de l’économie numérique. Cette dernière qui était censée prolonger numériquement l’économie traditionnelle commence en réalité en train de la vampiriser sérieusement. Ce qu’on a appelé l’ubérisation de l’économie en référence à la société américaine Uber qui détruit progressivement le modèle de fonctionnement des taxis pour s’approprier d’énormes parts de marché. Google est un peu la matrice du système car il touche à tout : il fournit gratuitement à chacun la boîte à outils pour naviguer dans les mondes numériques et se finance en revendant les précieuses données qu’il récolte. Apple vend une partie du matériel nécessaire pour évoluer dans ce monde numérique, mais également de la musique et des films dont il a révolutionné la distribution. Facebook est le réseau social mondial qui permet à chacun de suivre la vie et les activités des autres.

Notons qu’avec Google, Facebook est devenu une régie publicitaire mondiale qui permet de cibler de façon chirurgicale des publicités avec une audience potentielle qui se chiffre en milliard d’individus. Amazon est en passe de devenir le distributeur mondial de l’économie numérique, menaçant des géants comme Wall Mart aux Etats Unis et peut-être Carrefour ou Auchan demain. - Et les nouveaux venus ? Netflix ? Air BNB ? Telsa ? Uber ? Netflix est la plus grosse plateforme de diffusion de films et séries. Il est également producteur et en ligne va sans doute faire exploser le modèle de la télévision. Air BNB est en train d’appliquer la même punition au secteur hôtelier en permettant à chacun de louer une chambre ou une maison d’un simple clic. Ou presque. Tesla révolutionne l’énergie avec la production de voiture et de batteries électriques d’une nouvelle génération et possède aussi SpaceX, un lanceur de fusée. Quand à Uber, il révolutionne la mobilité avec les taxis. Mais pas que…

Cela sous-entend que ces acteurs ne se cantonnent pas à leur "coeur de métier" comme on dit ? Tout à fait. Ils sont si puissant financièrement qu’ils investissent dans de très nombreux domaines. N’oublions pas que Youtube qui diffuse 4 milliard de vidéos par jour appartient à Google et que Facebook en revendique près de 3 milliards chaque jour. Les audiences des plus grandes chaines de télé se comptent plutôt en millions. Amazon est connu pour être une librairie en ligne mais vend aujourd’hui presque tout sur sa plateforme, même de la micro main d’oeuvre avec sa plateforme Mechanical Turk. Google investit dans presque tout, de la médecine prédictive aux satellites, en passant par les lunettes connectées et les voitures (Google car). Et quand les chauffeurs taxis s’excitent sur Uber pop, on oublie qu’Uber s’occupe aussi de la location de voitures et de la livraison de colis. Selon le cabinet d’études FaberNovel, les Gafam se positionnent directement ou non sur les 7 industries clefs de la transformation numérique : les télécoms et l’IT, la santé, la distribution, les énergies, les média et le divertissement, la finance ainsi que le voyage et les loisirs.

Cette concentration de pouvoir technologique et financier n’est-elle pas un risque pour l’économie ? On n’est pas loin en effet de situations de trusts, de monopoles voir de cartels. Ces géants disposent de nombreux atouts. Ils ont des réserves de cash gigantesques, ils ont une vision à 360 degrés de ce qui se passe aujourd’hui dans l’innovation, ils attirent les plus grands talents et se positionnent sur les nouveaux marchés issus de la transformation numérique comme l’internet des objets, la robotique, voitures, les drones…. Ils diversifient leurs activités et deviennent des prédateurs redoutables de l’économie traditionnelle.

Quelques chiffres donnent le vertige. Google contrôle 90 % de la recherche dans le monde. Apple 45 % du trafic Web issu des smartphones. Facebook 75 % des pages vues sur les réseaux sociaux aux Etats-Unis. Et si demain une pépite émerge, il est presqu’assuré que cette dernière tombera dans l’escarcelle d’un de ces géants. - Que peuvent faire les autres pays ? Il y a toujours 2 types d’attitudes devant un tel défi. Attaquer ou défendre. Ou les deux. Et sur plusieurs terrains. L’innovation et la recherche bien sûr, en essayant d’inventer non seulement des concurrents à ces mastodontes, mais aussi en explorant d’autres domaines prometteurs. L’Europe pré-technocratique avait réussi à faire des Airbus et des fusées Ariane. Elle hébergent encore de grands leaders industriels de la santé, du commerce et de la distribution. Mais ses modèles datent du 20ème siècle et clairement, le virage du numérique n’a pas été pris à temps. Inventeur du Minitel dans les années 80, la France aurait pu prendre une avance stratégique dans ce domaine mais cela aurait sans doute du se jouer au niveau européen.

Contrairement à la Chine (avec Baidu et Alibaba) ou à la Russie (Yandex, Rutube), l’Europe n’a malheureusement rien lancé de significatif dans ce domaine. - Justement n’est-ce pas au niveau continental que des leviers existent ? Certainement. S’il est difficile de mettre en place des consortium numériques à l’échelle européenne, par exemple pour concurrencer les GAFAM dans leurs fonctions stratégiques, des leviers législatifs, juridiques et fiscaux sont en revanche déjà utilisés pour attaquer les géants américains qui sont rarement respectueux des règles locales. Amazon, qui concentrait ses revenus au Luxembourg va devoir payer des impôts dans chaque pays dans lequel il évolue. Google a été condamné pour avoir favorisé ses propres services de shopping a du se plier aux exigences de la CNIL française pour mettre en place un droit à l’oubli. Mais cela sonne comme des gouttes d’eau dans l’océan et surtout cela concerne essentiellement des mesures défensives, comme si la bataille était déjà perdue. Internet,

Auteur: Internet

Info: http://www.econum.fr/gafa, 20 septembre 2015

[ transnationales ] [ puissance ] [ domination ] [ pouvoirs comprador ]

topologie abstraite

Des surfaces au-delà de l'imagination sont découvertes après des décennies de recherche

Grâce à des idées empruntées à la théorie des graphes, deux mathématiciens ont montré que des surfaces extrêmement complexes sont faciles à parcourir.

En juillet dernier, deux mathématiciens de l'Université de Durham, Will Hide et Michael Magee , ont confirmé l'existence d'une séquence de surfaces très recherchée : chacune plus compliquée que la précédente, devenant finalement si étroitement liée à elles-mêmes qu'elles atteignent presque les limites de ce qui est possible. possible.

Au début, il n’était pas évident que ces surfaces existaient. Mais depuis que la question de leur existence s’est posée pour la première fois dans les années 1980, les mathématiciens ont compris que ces surfaces pouvaient en réalité être courantes, même si elles sont extrêmement difficiles à identifier – un exemple parfait de la façon dont les mathématiques peuvent renverser l’intuition humaine. Ce nouveau travail constitue un pas en avant dans une quête visant à aller au-delà de l’intuition pour comprendre les innombrables façons dont les surfaces peuvent se manifester.

"C'est un brillant morceau de mathématiques", a déclaré Peter Sarnak , mathématicien à l'Institute for Advanced Study de Princeton, New Jersey.

Les surfaces comprennent toutes sortes d’objets bidimensionnels : l’enveloppe extérieure d’une sphère, d’un beignet ou d’un cylindre ; une bande de Möbius. Ils sont essentiels aux mathématiques et à la physique. Mais même si la relation des mathématiciens avec les surfaces remonte à plusieurs siècles, ils ne connaissent pas du tout ces objets.

Les surfaces simples ne sont pas le problème. Simple dans ce cas signifie que la surface a un petit nombre de trous, ou un faible " genre ". Une sphère, par exemple, n'a pas de trous et a donc un genre nul ; un beignet en a un.

Mais lorsque le genre est élevé, l’intuition nous fait défaut. Lorsqu'Alex Wright , mathématicien à l'Université du Michigan, tente de visualiser une surface de haut genre, il se retrouve avec des trous disposés en rangée bien rangée. " Si vous vouliez que je sois un peu plus créatif, je pourrais l'enrouler en un cercle avec de nombreux trous. Et j’aurais du mal à imaginer une image mentale fondamentalement différente de celle-là ", a-t-il déclaré. Mais sur les surfaces de grande qualité, les trous se chevauchent de manière complexe, ce qui les rend difficiles à saisir. Une simple approximation est " aussi loin d’être représentative qu’elle pourrait l’être, dans tous les sens du terme ", a déclaré Wright.

Cette lutte était prévisible, a déclaré Laura Monk , mathématicienne à l'Université de Bristol. " On peut souvent faire des choses qui ne sont pas bonnes. Cependant, créer des choses qui sont bonnes, qui ressemblent à ce que nous attendons généralement d’être vrai, est un peu plus difficile ", a-t-elle déclaré.

Cela signifie que les mathématiciens souhaitant vraiment comprendre l’espace des surfaces doivent trouver des moyens de découvrir des objets dont ils ignorent même l’existence.

C’est exactement ce qu’ont fait Hide et Magee dans leur article de juillet, confirmant l’existence de surfaces sur lesquelles les mathématiciens s’interrogeaient depuis des décennies. La conjecture qu’ils ont prouvée et l’histoire qui l’entoure s’inspirent d’un tout autre domaine des mathématiques : la théorie des graphes.

Le maximum possible

Pour les mathématiciens, les graphiques sont des réseaux constitués de points ou de nœuds reliés par des lignes ou des arêtes. Dès 1967, des mathématiciens comme Andrey Kolmogorov étudiaient des réseaux qui imposaient un coût à la connexion de deux nœuds. Cela a conduit à un exemple de ce que l’on appellera plus tard un graphe d’expansion : un graphe qui maintient le nombre d’arêtes à un faible niveau, tout en maintenant une connectivité élevée entre les nœuds.

Les graphiques expanseurs sont depuis devenus des outils cruciaux en mathématiques et en informatique, y compris dans des domaines pratiques comme la cryptographie. À l’instar d’un système routier bien conçu, ces graphiques facilitent le déplacement d’un nœud à un autre sans couvrir l’intégralité du graphique avec des arêtes. Les mathématiciens aiment limiter le nombre d’arêtes en stipulant que chaque nœud ne peut avoir, disons, que trois arêtes en émanant – tout comme vous ne voudriez peut-être pas plus de quelques autoroutes sillonnant votre ville.

Si un ordinateur choisit au hasard où mènent les trois arêtes de chaque nœud, vous constaterez que, surtout lorsque le graphique est très grand, la plupart de ces graphiques aléatoires sont d'excellents expanseurs. Mais bien que l’univers soit rempli de graphiques d’expansion, les êtres humains ont échoué à maintes reprises à les produire à la main.

"Si vous voulez en construire un, vous ne devriez pas les dessiner vous-même", a déclaré Shai Evra , mathématicien à l'Université hébraïque de Jérusalem. "Notre imagination ne comprend pas ce qu'est un expanseur."

L’idée d’expansion, ou de connectivité, peut être mesurée de plusieurs manières. La première consiste à couper un graphique en deux gros morceaux en coupant les bords un par un. Si votre graphique est constitué de deux groupes de nœuds, les groupes étant reliés par une seule arête, il vous suffit de couper une seule arête pour la diviser en deux. Plus le graphique est connecté, plus vous devrez découper d'arêtes.

Une autre façon d’accéder à la connectivité consiste à parcourir le graphique de nœud en nœud, en choisissant à chaque étape une arête sur laquelle marcher au hasard. Combien de temps faudra-t-il pour visiter tous les quartiers du graphique ? Dans l'exemple avec les deux amas, vous serez confiné à l'une des bulles à moins que vous ne traversiez la seule connexion avec l'autre moitié. Mais s’il existe de nombreuses façons de voyager entre les différentes zones du graphique, vous parcourrez l’ensemble en peu de temps.

Ces mesures de connectivité peuvent être quantifiées par un nombre appelé écart spectral. L'écart spectral est nul lorsque le graphe est complètement déconnecté, par exemple s'il est composé de deux groupes de nœuds qui ne sont pas du tout attachés l'un à l'autre. À mesure qu’un graphe devient plus connecté, son écart spectral aura tendance à s’élargir.

Mais l’écart spectral ne peut aller que jusqu’à un certain point. En effet, les deux caractéristiques déterminantes des graphes d’expansion – peu d’arêtes et une connectivité élevée – sont apparemment en contradiction l’une avec l’autre. Mais en 1988, Gregory Margulis et, indépendamment, Sarnak et deux co-auteurs ont décrit des " expanseurs optimaux " – des graphiques dont l’écart spectral est aussi élevé que le maximum théorique. " C'est choquant qu'ils existent ", a déclaré Sarnak.

Plus tard, les mathématiciens prouveront que la plupart des grands graphes sont proches de ce maximum. Mais le travail avec les expanseurs optimaux et les graphiques aléatoires ne consistait pas simplement à trouver les bons endroits pour placer les arêtes. Cela nécessitait le recours à des techniques étranges et sophistiquées empruntées à la théorie des nombres et des probabilités.

Auteur: Internet

Info: https://www.quantamagazine.org/ - Leila Sloman, 2 juin 2022

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nano-monde relatif

Une expérience quantique montre que la réalité objective n'existe pas

Les faits alternatifs se répandent comme un virus dans la société. Aujourd'hui, il semble qu'ils aient même infecté la science, du moins le domaine quantique. Ce qui peut sembler contre-intuitif. Après tout, la méthode scientifique est fondée sur les notions de fiabilité d'observation, de mesure et de répétabilité. Un fait, tel qu'établi par une mesure, devrait être objectif, de sorte que tous les observateurs puissent en convenir.

Mais dans un article récemment publié dans Science Advances, nous montrons que, dans le micro-monde des atomes et des particules régi par les règles étranges de la mécanique quantique, deux observateurs différents ont droit à leurs propres faits. En d'autres termes, selon nos  meilleures théories des éléments constitutifs de la nature elle-même, les faits peuvent en fait être subjectifs.

Les observateurs sont des acteurs puissants dans le monde quantique. Selon la théorie, les particules peuvent se trouver dans plusieurs endroits ou états à la fois - c'est ce qu'on appelle une superposition. Mais curieusement, ce n'est le cas que lorsqu'elles ne sont pas observées. Dès que vous observez un système quantique, il choisit un emplacement ou un état spécifique, ce qui rompt la superposition. Le fait que la nature se comporte de cette manière a été prouvé à de multiples reprises en laboratoire, par exemple dans la célèbre expérience de la double fente.

En 1961, le physicien Eugene Wigner a proposé une expérience de pensée provocante. Il s'est demandé ce qui se passerait si l'on appliquait la mécanique quantique à un observateur qui serait lui-même observé. Imaginez qu'un ami de Wigner lance une pièce de monnaie quantique - qui se trouve dans une superposition de pile ou face - dans un laboratoire fermé. Chaque fois que l'ami lance la pièce, il obtient un résultat précis. On peut dire que l'ami de Wigner établit un fait : le résultat du lancer de la pièce est définitivement pile ou face.

Wigner n'a pas accès à ce fait de l'extérieur et, conformément à la mécanique quantique, il doit décrire l'ami et la pièce comme étant dans une superposition de tous les résultats possibles de l'expérience. Tout ça parce qu'ils sont " imbriqués " - connectés de manière effrayante au point que si vous manipulez l'un, vous manipulez également l'autre. Wigner peut maintenant vérifier en principe cette superposition à l'aide d'une "expérience d'interférence", un type de mesure quantique qui permet de démêler la superposition d'un système entier, confirmant ainsi que deux objets sont intriqués.

Lorsque Wigner et son ami compareront leurs notes par la suite, l'ami insistera sur le fait qu'ils ont observé des résultats précis pour chaque lancer de pièce. Wigner, cependant, ne sera pas d'accord lorsqu'il observera l'ami et la pièce dans une superposition. 

Voilà l'énigme. La réalité perçue par l'ami ne peut être réconciliée avec la réalité extérieure. À l'origine, Wigner ne considérait pas qu'il s'agissait d'un paradoxe, il affirmait qu'il serait absurde de décrire un observateur conscient comme un objet quantique. Cependant, il s'est ensuite écarté de cette opinion. De plus et, selon les canons officiels de mécanique quantique, la description est parfaitement valide.

L'expérience

Le scénario demeura longtemps une expérience de pensée intéressante. Mais reflètait-t-il la réalité ? Sur le plan scientifique, peu de progrès ont été réalisés à ce sujet jusqu'à très récemment, lorsque Časlav Brukner, de l'université de Vienne, a montré que, sous certaines hypothèses, l'idée de Wigner peut être utilisée pour prouver formellement que les mesures en mécanique quantique sont subjectives aux observateurs.

Brukner a proposé un moyen de tester cette notion en traduisant le scénario de l'ami de Wigner dans un cadre établi pour la première fois par le physicien John Bell en 1964.

Brukner a ainsi conçu deux paires de Wigner et de ses amis, dans deux boîtes distinctes, effectuant des mesures sur un état partagé - à l'intérieur et à l'extérieur de leur boîte respective. Les résultats pouvant  être récapitulés pour être finalement utilisés pour évaluer une "inégalité de Bell". Si cette inégalité est violée, les observateurs pourraient avoir des faits alternatifs.

Pour la première fois, nous avons réalisé ce test de manière expérimentale à l'université Heriot-Watt d'Édimbourg sur un ordinateur quantique à petite échelle, composé de trois paires de photons intriqués. La première paire de photons représente les pièces de monnaie, et les deux autres sont utilisées pour effectuer le tirage au sort - en mesurant la polarisation des photons - à l'intérieur de leur boîte respective. À l'extérieur des deux boîtes, il reste deux photons de chaque côté qui peuvent également être mesurés.

Malgré l'utilisation d'une technologie quantique de pointe, il a fallu des semaines pour collecter suffisamment de données à partir de ces seuls six photons afin de générer suffisamment de statistiques. Mais finalement, nous avons réussi à montrer que la mécanique quantique peut effectivement être incompatible avec l'hypothèse de faits objectifs - nous avions violé l'inégalité.

La théorie, cependant, repose sur quelques hypothèses. Notamment que les résultats des mesures ne sont pas influencés par des signaux se déplaçant à une vitesse supérieure à celle de la lumière et que les observateurs sont libres de choisir les mesures à effectuer. Ce qui peut être le cas ou non.

Une autre question importante est de savoir si les photons uniques peuvent être considérés comme des observateurs. Dans la proposition de théorie de Brukner, les observateurs n'ont pas besoin d'être conscients, ils doivent simplement être capables d'établir des faits sous la forme d'un résultat de mesure. Un détecteur inanimé serait donc un observateur valable. Et la mécanique quantique classique ne nous donne aucune raison de croire qu'un détecteur, qui peut être conçu comme aussi petit que quelques atomes, ne devrait pas être décrit comme un objet quantique au même titre qu'un photon. Il est également possible que la mécanique quantique standard ne s'applique pas aux grandes échelles de longueur, mais tester cela reste un problème distinct.

Cette expérience montre donc que, au moins pour les modèles locaux de la mécanique quantique, nous devons repenser notre notion d'objectivité. Les faits dont nous faisons l'expérience dans notre monde macroscopique semblent ne pas être menacés, mais une question majeure se pose quant à la manière dont les interprétations existantes de la mécanique quantique peuvent tenir compte des faits subjectifs.

Certains physiciens considèrent que ces nouveaux développements renforcent les interprétations qui autorisent plus d'un résultat pour une observation, par exemple l'existence d'univers parallèles dans lesquels chaque résultat se produit. D'autres y voient une preuve irréfutable de l'existence de théories intrinsèquement dépendantes de l'observateur, comme le bayésianisme quantique, dans lequel les actions et les expériences d'un agent sont au cœur de la théorie. D'autres encore y voient un indice fort que la mécanique quantique s'effondrera peut-être au-delà de certaines échelles de complexité.

Il est clair que nous avons là de profondes questions philosophiques sur la nature fondamentale de la réalité.

Quelle que soit la réponse, un avenir intéressant nous attend.

Auteur: Internet

Info: https://www.livescience.com/objective-reality-not-exist-quantum-physicists.html. Massimiliano Proietti et Alessandro Fedrizzi, 19 janvier 2022