sport

Courir le rendait heureux, à tout le moins le soulageait, et épargnait aux autres son agitation infernale et son despotisme. Courir, dans la merveilleuse odeur des feuilles, dans les exhalaisons d’écorce. Briser les petites branches sur le sentier, sentir glisser son pied sur la boue quand la pente se fait plus forte. Le plaisir des premiers essoufflements qui font trembler la voix dans le martèlement irréversible de la foulée. Le danger joyeux du rire qui risque de ralentir la course. Se sentir emporté en avant, aspiré par le vide qu’on crée devant soi. Sentir la chaleur de son visage épouser la fraîcheur des brumes, et ses cheveux coller aux tempes. Les nuances des labours, l’immensité de la Flandre. Apercevoir de fines haleines à sang chaud monter du sol, d’entre les taillis morts. Bombés, les chemins pavés. Le revers des maisons, et leurs petites cours qu’on ne voit autrement que du train. Trébucher, le regard perdu dans les glèbes molles ou les ornières gelées, sur toutes les surprises et les brusqueries malicieuses du paysage, qui désagrégèrent les petites meutes de coureurs et en dissipent la chaleur organique. Les bifurcations qu’il ne faut pas manquer, où le chemin s’engouffre sous les arbres et oblige à courir l’un derrière l’autre. L’allure qui se tend, le pouls qui s’étrangle et se fait bruyant. Ne pas céder sa place, s’imposer du coude, en riant puis sans rire. N’accorder de larmes qu’à la vitesse et à l’air froid.

À la bouche, le gout ferreux du sang.

Toute mélancolie bue, le versant féroce de la joie.

Le sentiment époumoné de sa supériorité.

Auteur: Haralambon Olivier

Info: Le versant féroce de la joie

[ dépense physique ]

intelligence artificielle

Les réseaux neuronaux profonds (DNN) sont analysés via le cadre théorique du principe du goulot d'étranglement de l'information (IB). Nous montrons d'abord que tout DNN peut être quantifié par l'information mutuelle entre les couches et les variables d'entrée et de sortie. A l'aide de cette représentation, on peut calculer les limites théoriques d'information optimales du DNN et obtenir des limites de généralisation d'échantillons finis. L'avantage de se rapprocher de la limite théorique est quantifiable tant par la généralisation liée que par la simplicité du réseau. Nous soutenons que tant l'architecture optimale, le nombre de couches et les caractéristiques/connexions de chaque couche, sont liés aux points de bifurcation de l'arbitrage du goulet d'étranglement de l'information, à savoir la compression pertinente de la couche d'entrée par rapport à la couche de sortie. Les représentations hiérarchiques du réseau en couches correspondent naturellement aux transitions de phases structurelles le long de la courbe d'information. Nous croyons que cette nouvelle perspective peut mener à de nouvelles limites d'optimalité et à de nouveaux algorithmes d'apprentissage en profondeur.

A) Stade initial : La couche de neurones 1 encode toute l'information qui rentre (input data), y compris toutes les étiquettes (labels, polarités) Les neurones de cette couche étant dans un état quasi aléatoire, avec peu ou pas de relation entre les données et leurs étiquettes.
Ainsi chaque neurone artificiel qui se déclenche transmet un signal à certains neurones de la couche suivante en fonction des variables d'entrée et de sortie. Le processus filtre le bruit et ne retient que les caractéristiques les plus importantes.

B) Phase de montage : à mesure que l'apprentissage en profondeur commence, les neurones des couches (layers) suivantes obtiennent des informations sur l'entrée qui s'adaptent mieux aux étiquettes.

C) Changement de phase: la couche (calque) change soudainement de vitesse et commence à "oublier les informations" de l'input.

D) Phase de compression: les couches supérieures compriment leur représentation des données d'entrée en ne conservant ce qui est le plus pertinent pour les infos de sortie. Elles précisent l'étiquetage.

E) Phase finale : la dernière couche obtient le meilleur équilibre entre précision et compression, ne conservant que ce qui est nécessaire pour définir l'étiquette.

Auteur: Tishby Naftali

Info: Bottleneck Theory of Deep Learning, abstract

[ classification ] [ tri ] [ informatique ] [ discernement ] [ pattern recognition ]

linguistique

La notion de physique a évolué entre l’Antiquité et l’époque moderne, où l’on distingue en français la physique et le physique. Histoire d’une bifurcation étymologique… 

Du grec à l’origine

Le mot physique a visiblement une forme grecque, avec son i grec, avatar d’upsilon (υ, Υ), et son ph, représentant le p aspiré noté phi (φ, Φ) en grec ancien, et bien distinct du ƒ latin. En effet, physique vient du latin physica, lui-même emprunté au grec phusikê (φυσικη).

Et parce que le ph a fini par se prononcer comme un ƒ, certaines langues l’ont abandonné (en même temps que le y) : c’est le cas de l’italien (fisica) et de l’espagnol (física), mais certes pas du français, ni de l’anglais (physics) ou de l’allemand (Physik).

L’origine naturaliste de la physique

Le point de départ est une racine indoeuropéenne signifiant "naître, croître, être", à laquelle se rattache le verbe grec phuein "naître, pousser", surtout pour les êtres vivants, d’où notamment phuton "plante, ce qui pousse", et en français l’élément phyto-, de la phytothérapie par exemple.

Du verbe phuein dérive aussi le nom phusis, désignant d’abord le règne vivant, puis en philosophie (chez Platon) la nature au sens large, y compris la matière inerte et tout l’univers… (de même en latin, natura "nature" vient de nasci "naître"). Enfin, de phusis "nature" on arrive à l’adjectif phusikos "relatif à la nature", où la nature est prise au sens restreint du monde vivant ou au sens large.

De là, l’évolution en latin et en ancien français va aboutir à deux champs sémantiques : l’un en rapport avec les êtres vivants, et surtout avec l’être humain : le physique d’une personne et l’adjectif physique à propos de ses caractères physiques, de sa force physique… (cf. en anglais physician "médecin") ; l’autre en rapport avec la nature au sens large : la physique, c’est-à-dire la science qui étudie les propriétés générales de la matière et les lois qui régissent les phénomènes matériels (cf. en anglais physicist "physicien"). 

Au commencement était Aristote

Cette dernière acception doit beaucoup, sinon tout, à Aristote qui, à Athènes entre 335 et 323 avant J.-C., écrivait ses Leçons de physique (Phusikês akroaseôs), ce qu’il est convenu de nommer la Physique d’Aristote.

Cet ouvrage traite de notions fondamentales comme la matière et la forme, le mouvement et le changement, l’infini, le vide, le temps… des notions auxquelles la physique n’a pas cessé de s’intéresser depuis, et Aristote étudiait aussi le monde vivant, mais dans d’autres traités, dont sa remarquable Histoire des animaux.

Et même si de nos jours le nom de la physique n’évoque plus les êtres vivants, il est bien formé sur le même radical phys– que les mots de la biologie comme physiologie (d’où l’anglais physiology), du grec physiologia "dissertation sur la nature" déjà attesté chez Aristote, et l’élément physio– sert à former de nombreux mots, comme physionomie, du grec phusiognômonia "art de juger quelqu’un d’après… le physique", encore une fois chez Aristote.

Épilogue : La physique moderne peut être quantique, relativiste, atomique, ou encore nucléaire… ce qui ramène au végétal, donc au vivant. Pourquoi cela ? Simplement parce que l’adjectif nucléaire remonte au latin nucleus, dont le sens premier est… "cerneau de noix", nucleus dérivant de nux, nucis "noix", d’où vient aussi noyau (cf. en anglais, atomic nucleus "noyau atomique").

Au-delà de la boutade étymologique, l’observation de la nature est bien à l’origine de toutes les connaissances humaines.

Auteur: Avenas Pierre

Info:

[ priméité ] [ monde visuel ]

métaphysique

Beaucoup de mots utilisés par Parménide, ont subi une distorsion qui ne s'est qu'aggravée au cours des siècles. Une de celles-ci a affecté un mot crucial, central, dans le témoignage de Parménide et de tous les sages de la Grèce archaïque : ce mot est, λόγος.(logos)

Génération après génération, les érudits et les universitaires ont traduit ce mot par "raison" sans même remarquer, ou peut-être ont-ils fait semblant de ne pas le voir, que le mot λόγος ne prit ce sens qu'un bon siècle après Parménide [...] - donc il était traduit par "raison au lieu de "recueillement" et "discours révélé". Le verbe "lego" avait le sens de "cueillir"... Et encore, on voit que c'est d'abord timidement que ce sens s'est imposé. Une autre erreur patente, consiste à faire dire à ce même mot grec une platitude : "discours". La traduction par "discours" n'est pas fausse, mais restrictive, car pour Parménide, tout comme pour Héraclite, le λόγος est d'abord et avant tout la révélation. Discours il y a, oui, mais discours révélé. C'est donc la parole, mais pas n'importe quelle parole : la parole juste, la parole sacrée, la parole vraie, celle révélée par la Déesse. Une telle parole n'est pas matière à opinion, elle est à jamais paradoxale : en-dehors et au-delà de la δόξα (doxa).

Ce mot grec, dont le sens habituel est "opinion, avis", ou encore "ce que l'on attend, croyance", a aussi, sur le plan philosophique, le sens plus particulier de "croyance, doctrine", par opposition à la vérité pure (αλήθεια) ou à la gnose (γνωση), la connaissance directe de la vérité pure. Le mot δόξα dérive du verbe (dokeo), "avoir l'apparence de ", "paraître, sembler". Ce verbe est lui-même lié au verbe (dexomai), dont le sens principal est "recevoir en présent", "accepter une choses offerte".

A la lumière de tout cela, on peut dire que l'homme de la δόξα est celui qui, grâce à ses sens, perçoit l'apparence de la réalité et accepte comme étant la réalité la trame tissée par son cerveau à partir de ces apparences.

L'homme de la gnose, dévoré par une intense passion de connaître, va plus loin, Bien sûr, notre civilisation est complètement dominée par l'homme de la δόξα, qui constitue la très vaste majorité ; cette majorité dort profondément tout en prétendant à une soi-disant liberté personnelle et collective....

[...] Le mot "logique" avait, dans la Grèce archaïque, le sens de parole : il s'agit ici de la parole de la Déesse, le pouvoir de séduction du Réem. Le λόγος est la parole de ce qui est.

Héraclite dit : "La sagesse veut que ceux qui sont à l'écoute, non de moi, mais du λόγος, conviennent que toutes choses est l'Unique."

C'est quand le mot λόγος a pris le sens de raison, ou raisonnement, que l'homme occidental a commencé à s'éloigner de la puissance sans bornes de la Vie, n'écoutant plus que le ronronnement de sa propre pensée et le bêlement de ses opinions. Quel est le résultat de cette bifurcation ?
L'homme est malheureux et agité : il ne vit pas en paix ni avec lui-même ni avec les autres. On a inventé la fable de la transition qu'auraient accompli les Grecs entre le mythe (μῦθος), vu comme superstition, et la raison (finalement associée à λόγος ). Or Parménide, comme tous les Grecs de la période archaïque, ne concevaient pas une telle opposition entre les deux ; bien plus, il utilisait les deux mots dans le même sens ; révélation.

Le prétendu "miracle grec" attribué à la période classique est une imposture : celle d'une soi-disant transition entre d'une part l'époque du mythe perçu comme un ramassis de fables et de légendes, et, d'autre part, la raison vue comme le véritable moyen pour atteindre la vérité. Une transition a bel et bien eu lieu, c'est certain et nous en voyons les désastreuses conséquences aujourd'hui.

Mais elle ne fut ni un miracle ni l'affaire de Parménide. Pour celui-ci, μῦθος et λόγος se référaient tous les deux à la révélation, seule possibilité pour la Connaissance.
Miracle il y eut, mais avant, pendant et après la période classique de la Grèce. Il fut, est et sera toujours l'affaire de tous ceux, connus ou inconnus, en Grèce ou ailleurs, en qui se révéla, se révèle et se révélera directement cette Connaissance.

Nous disons miracle parce que la raison et l'accumulation de savoir de seconde main furent, sont et seront à jamais incapables d'expliquer l'inconcevable réalité au-delà du fait d'exister ou ne pas exister.

Auteur: Bouchart d'Orval Jean

Info: Dans "Parménide, au-delà de l'existence"

[ logos ] [ étymologie ] [ alètheia ] [ histoire de la philosophie ] [ Grèce antique ] [ sémantique ] [ diachronie ]

sémiotique postmoderne

Le dossier actualisé

La prise de conscience que l'expérience humaine, étant avant tout une expérience animale, ne commence pas simplement avec l'ens reale mais avec un monde d'objets qui sont normalement (au moins dans les temps historiques, sinon préhistoriques) constitués de façon prédominante par l'entia rationis (et incluent l'entia realia formellement reconnue comme telle seulement comme une dimension virtuelle et indistincte de ses particularités) n'est pas sans précédent dans l'histoire de la philosophie. Mais la thématisation intégrale de cette prise de conscience est sans précédent, on peut donc dire qu'elle constitue l'essence de la postmodernité dans la mesure où nous devons la concevoir comme une époque philosophique distincte dans le sillage du développement philosophique principal qui va de Descartes au XVIIe siècle à Wittgenstein et Husserl au vingtième siècle. Heidegger a souligné la nécessité d'une telle thématisation sous la rubrique classique de l'"être", mais il n'est allé que jusqu'à poser la question à laquelle la sémiotique commence à répondre. Pourquoi, se demandait-il, dans les termes d'une intersémioticité qui résonne avec celle de von Uexküll, que les humains expérimentent les êtres comme présents à portée de main plutôt que prêt-à-l'emploi, ce qui est plus "proche" de nous et tout à fait comment les êtres sont donnés en grande proximités pour la plupart?  La réponse se trouve dans la différence, dans ce qui est distinctif, d'un Umwelt vécu sur la base d'un Innenwelt ayant le langage comme composante dans sa formation de représentations.  

Le monde extérieur est une espèce de représentation spécifiquement humaine. La quasi-erreur provient de la confusion systématique entre objets et "choses", ce qui conduit à une confusion de la "réalité extérieure". (comme c'est devenu habituel dans la philosophie) avec la notion plus fondamentale d'ens reale, qui n'est pas identique au "monde extérieur", ni le point de départ en tant que tel de la connaissance spécifique à l'espèce humaine, mais simplement une dimension reconnaissable vécue dans son objectivité. Le "monde extérieur" ne se trouve pas en dessous ou en dehors de la pensée et du langage, comme ont a eu tendance à imaginer, mais il est précisément donné, dans quelque mesure que ce soit, au sein de l'expérience objective, comme nous l'a appris la sémiotique dès les 30 premières années. 

Sebeok aimait citer, tout en la réévaluant constamment, l'affirmation de Bohr selon laquelle "Nous sommes suspendus dans le langage de telle manière que nous ne pouvons pas dire ce qui est en haut et ce qui est en bas" (French & Kennedy, 1985, p.302). Selon moi, c'est une affirmation dont la justesse et son interprétation la meilleure dépendentent du fait que nous sommes des animaux linguistiques et pas seulement des animaux perceptifs comme je l'ai l'ai soutenu assez longuement (Deely, 2002). 

En tant qu'animaux linguistiques, nous pouvons prendre conscience non seulement de la différence entre une chose et un objet, entre le monde objectif et l'environnement physique, mais aussi de la différence entre les deux. 

Nous pouvons également prendre conscience du statut du langage en tant que système de signes, et de sa dépendance envers d'autres signes dans la constitution des objets. Ce sont ces objets et leurs interconnexions qui, ensemble, forment notre expérience de la "réalité" (jusqu'ici semblable à celle de n'importe quel autre animal) ; mais dans cette sphère d'expérience objective, grâce au langage, nous pouvons aussi nous faire une idée de la "réalité" par l'établissement d'un sens intelligible qui n'est pas simplement donné dans la perception, mais qui est atteint à travers la sensation.  Et avec cette idée ainsi fondée expérimentalement, peut-être seulement avec cette idée, que l'animal humain commence à s'éveiller à son humanité. Notre espèce est attirée par cet sortrie de l' aborigène pour se lancer sur la longue route de la philosophie et de la science, pour finalement rencontrer - assez tard dans ce périple - ce carrefour dont l'une des bifurcations est la Voie des Signes. À ce moment-là, l'animal humain se rend compte que, si tous les animaux et peut-être toute la nature sont sémiosiques, l'animal humain seul est un animal sémiotique ; et dans cette prise de conscience, que peu ou personne n'a fait plus que Sebeok, inaugure, en philosophie du moins, la culture intellectuelle postmoderne- en fait, elle prend  ici son envol. La quasi-erreur du monde extérieur n'a plus besoin de nous tromper ou de nous déconcerter, car sa nature et son origine ont été exposées par la clarification  même de cette ouverture de la Voie des Signes. Nous voyons maintenant que nous avons mis au jour  un chemin qui mène "partout dans la nature, y compris dans les domaines où les humains n'ont jamais mis les pieds ", mais aussi vers une compréhension de laquelle la sémiotique nous donne les moyens d'y tendre plus intégralement. Appelons cela l'horizon interprétatif postmoderne, peut-être même la "coïncidence de la communication avec l'être" (Petrilli & Ponzio, 2001, p. 54). C'est le cœur de la sémiotique, qui défend contre la modernité cette conviction médiévale que la science moderne n'a jamais totalement abandonnée, malgré les philosophes : ens et verum convertuntur, "lcommunication et être sont coextensifs". Être pour la nature, c'est être intelligible pour l'animal dont le destin est de comprendre.

Auteur: Deely John

Info: The Quasi-Error of the External World an essay for Thomas A. Sebeok, in memoriam, conclusion. Trad Mg

[ sémiotique vs sémantique ]

émergence du regard

Les yeux des mollusques révèlent à quel point l'évolution future dépend du passé

Les systèmes visuels d'un groupe obscur de mollusques fournissent un exemple naturel rare d'évolution dépendante du chemin, dans lequel une bifurcation critique dans le passé des créatures a déterminé leur avenir évolutif.

(photo : Les systèmes visuels des chitons, un type de mollusque marin, représentent un rare exemple réel d’évolution dépendante du chemin – où l’histoire d’une lignée façonne irrévocablement sa trajectoire future.)

Les biologistes se sont souvent demandé ce qui se passerait s'ils pouvaient rembobiner la bande de l'histoire de la vie et laisser l'évolution se dérouler à nouveau. Les lignées d’organismes évolueraient-elles de manière radicalement différente si on leur en donnait la possibilité ? Ou auraient-ils tendance à développer les mêmes types d’yeux, d’ailes et d’autres traits adaptatifs parce que leurs histoires évolutives précédentes les avaient déjà envoyés sur certaines voies de développement ?

Un nouvel article publié aujourd'hui dans Science décrit un cas test rare et important pour cette question, qui est fondamentale pour comprendre comment l'évolution et le développement interagissent. Une équipe de chercheurs de l'Université de Californie à Santa Barbara l'a découvert alors qu'elle étudiait l'évolution de la vision chez un groupe obscur de mollusques appelés chitons. Dans ce groupe d’animaux, les chercheurs ont découvert que deux types d’yeux – les ocelles et les yeux en coquille – ont chacun évolué deux fois indépendamment. Une lignée donnée peut évoluer vers un type d’œil ou vers l’autre, mais jamais les deux.

Curieusement, le type d’œil d’une lignée était déterminé par une caractéristique plus ancienne apparemment sans rapport : le nombre de fentes dans l’armure du chiton. Cela représente un exemple concret d' " évolution dépendante du chemin ", dans lequel l'histoire d'une lignée façonne irrévocablement sa trajectoire évolutive future. Les moments critiques dans une lignée agissent comme des portes à sens unique, ouvrant certaines possibilités tout en fermant définitivement d’autres options.

"C'est l'un des premiers cas où nous avons pu observer une évolution dépendante du cheminement", a déclaré Rebecca Varney , chercheuse postdoctorale au laboratoire de Todd Oakley à l'UCSB et auteur principal du nouvel article. Bien qu’une évolution dépendante du chemin ait été observée chez certaines bactéries cultivées en laboratoire, " montrer cela dans un système naturel était une chose vraiment excitante ".

"Il y a toujours un impact de l'histoire sur l'avenir d'un trait particulier", a déclaré Lauren Sumner-Rooney , qui étudie les systèmes visuels des invertébrés à l'Institut Leibniz pour les sciences de l'évolution et de la biodiversité et n'a pas participé à la nouvelle étude. "Ce qui est particulièrement intéressant et passionnant dans cet exemple, c'est que les auteurs semblent avoir identifié le moment où se produit cette division."

Pour cette raison, les chitons "sont susceptibles d'entrer dans les futurs manuels sur l'évolution" comme exemple d'évolution dépendante du chemin, a déclaré Dan-Eric Nilsson, un écologiste visuel à l'Université de Lund en Suède qui n'a pas participé à la recherche.

Les chitons, petits mollusques qui vivent sur les roches intertidales et dans les profondeurs marines, ressemblent à de petits réservoirs protégés par huit plaques de coquille – un plan corporel resté relativement stable pendant environ 300 millions d'années. Loin d'être des armures inertes, ces genres de plaques d'obus sont fortement décorées d'organes sensoriels qui permettent aux chitons de détecter d'éventuelles menaces.

(photo : Chiton tuberculatus , qui vit sur les côtes rocheuses des Caraïbes, utilise de nombreux ocelles pour obtenir une vision spatiale. Les chitons ont développé des ocelles à deux reprises au cours de leur histoire évolutive.)

Les organes sensoriels sont de trois types. Tous les chitons ont des esthètes (aesthetes : récepteur tout-en-un extrêmement synesthésique qui permet de détecter la lumière ainsi que les signaux chimiques et mécaniques de l'environnement.)

Certains chitons possèdent également un système visuel approprié : soit des milliers d'ocelles sensibles à la lumière, soit des centaines d'yeux en forme de coquille plus complexes, dotés d'un cristallin et d'une rétine permettant de capturer des images grossières. Les animaux dotés d'yeux en forme de coquille peuvent détecter les prédateurs imminents, en réponse à quoi ils se cramponnent fermement au rocher.

Pour comprendre comment cette variété d’yeux de chiton a évolué, une équipe de chercheurs dirigée par Varney a examiné les relations entre des centaines d’espèces de chiton. Ils ont utilisé une technique appelée capture d'exome pour séquencer des sections stratégiques d'ADN provenant d'anciens spécimens de la collection de Doug Eernisse , spécialiste du chiton à la California State University, Fullerton. Au total, ils ont séquencé l’ADN de plus de 100 espèces soigneusement sélectionnées pour représenter toute l’étendue de la diversité des chitons, assemblant ainsi la phylogénie (ou l’arbre des relations évolutives) la plus complète à ce jour pour les chitons.

Ensuite, les chercheurs ont cartographié les différents types d’yeux sur la phylogénie. Les chercheurs ont observé que la première étape avant l’évolution des yeux en coquille ou des ocelles était une augmentation de la densité des esthètes sur la coquille. Ce n’est qu’alors que des yeux plus complexes pourraient apparaître. Les taches oculaires et les yeux en coquille ont chacun évolué à deux reprises au cours de la phylogénie, ce qui représente deux instances distinctes d'évolution convergente.

Indépendamment, les chitons ont fait évoluer les yeux - et, à travers eux, ce que nous pensons être probablement quelque chose comme la vision spatiale - à quatre reprises, ce qui est vraiment impressionnant", a déclaré M. Varney. 

" Cette évolution s'est faite incroyablement rapidement ". Les chercheurs ont estimé que chez le genre néotropical Chiton, par exemple, les yeux ont évolué en l'espace de 7 millions d'années seulement, soit un clin d'œil à l'échelle de l'évolution.

Les résultats ont surpris les chercheurs. "Je pensais qu'il s'agissait d'une évolution progressive de la complexité, passant des esthètes à un système d'ocelles et à des yeux en forme de coquille - une progression très satisfaisante", a déclaré Dan Speiser , écologiste visuel à l'Université de Caroline du Sud et co-auteur d'un article. auteur. " Au lieu de cela, il existe plusieurs chemins vers la vision."

Mais pourquoi certaines lignées ont-elles développé des yeux en coquille plutôt que des ocelles ? Au cours d'un trajet de six heures en voiture depuis une conférence à Phoenix jusqu'à Santa Barbara, Varney et Oakley ont commencé à développer l'hypothèse selon laquelle le nombre de fentes dans la coquille d'un chiton pourrait être la clé de l'évolution de la vision du chiton.

Toutes les structures sensibles à la lumière sur la coquille du chiton, a expliqué Varney, sont attachées à des nerfs qui passent à travers les fentes de la coquille pour se connecter aux nerfs principaux du corps. Les fentes fonctionnent comme des organisateurs de câbles, regroupant les neurones sensoriels. Plus il y a de fentes plus il y les ouvertures par lesquelles les nerfs peuvent passer.

Il se trouve que le nombre de fentes est une information standard qui est enregistrée chaque fois que quelqu'un décrit une nouvelle espèce de chiton. " L'information était disponible, mais sans le contexte d'une phylogénie sur laquelle la cartographier, elle n'avait aucune signification ", a déclaré Varney. " Alors je suis allé voir ça et j'ai commencé à voir ce modèle."

Varney a constaté qu'à deux reprises, indépendamment, des lignées comportant 14 fentes ou plus dans la plaque céphalique ont développé des ocelles. Et deux fois, indépendamment, des lignées comportant 10 fentes ou moins ont développé des yeux en coquille. On se rend ainsi compte que le nombre de fentes verrouillées et le type d'yeux pouvaient évoluer : un chiton avec des milliers d'ocelles a besoin de plus de fentes, tandis qu'un chiton avec des centaines d'yeux en coquille en a besoin de moins. En bref, le nombre de fentes dans la  coquille déterminait l’évolution du système visuel des créatures.

Les résultats conduisent vers une nouvelle série de questions. Les chercheurs étudient activement pourquoi le nombre de fentes limite le type d'œil dans son évolution. Pour répondre à cette question, il faudra travailler à élucider les circuits des nerfs optiques et la manière dont ils traitent les signaux provenant de centaines ou de milliers d’yeux.

Alternativement, la relation entre le type d’œil et le nombre de fentes pourrait être déterminée non pas par les besoins de vision mais par la manière dont les plaques se développent et se développent dans différentes lignées, a suggéré Sumner-Rooney. Les plaques de coquille se développent du centre vers l'extérieur par accrétion, et des yeux sont ajoutés tout au long de la vie du chiton à mesure que le bord se développe. " Les yeux les plus anciens sont ceux au centre de l'animal, et les plus récents sont ajoutés sur les bords. ", a déclaré Sumner-Rooney. En tant que chiton, " vous pourriez commencer votre vie avec 10 yeux et finir votre vie avec 200 ".

Par conséquent, le bord de croissance d'une plaque de carapace doit laisser des trous pour les yeux nouceaux – de nombreux petits trous pour les ocelles, ou moins de trous plus grands pour les yeux de la coquille. Des trous trop nombreux ou trop grands pourraient affaiblir une coque jusqu'à son point de rupture, de sorte que des facteurs structurels pourraient limiter les possibilités pour cest yeux.

Il reste beaucoup à découvrir sur la façon dont les chitons voient le monde, mais en attendant, leurs yeux sont prêts à devenir le nouvel exemple préféré des biologistes d'évolution dépendante du chemin, a déclaré Nilsson. "Les exemples de dépendance au chemin qui peuvent être vraiment bien démontrés, comme dans ce cas, sont rares - même si le phénomène n'est pas seulement courant, c'est la manière standard dont les choses se produisent."



 

Auteur: Internet

Info: Résumé par Gemini

[ évolution qui dépend du chemin ] [ biologie ]

physique fondamentale

La "problèmatique de la mesure" en théorie quantique pourrait être une pilule empoisonnée pour la réalité objective

La résolution d'un problème quantique notoire pourrait nécessiter l'abandon de certaines des hypothèses les plus chères à la science concernant le monde physique.

Imaginez qu'un physicien observe un système quantique dont le comportement s'apparente à celui d'une pièce de monnaie : qui peut tomber sur pile ou face. Il effectue le jeu de pile ou face quantique et obtient pile. Pourrait-il être certain que son résultat est un fait objectif, absolu et indiscutable sur le monde ? Si la pièce était simplement du type de celles que nous voyons dans notre expérience quotidienne, le résultat du lancer serait le même pour tout le monde : pile ou face ! Mais comme pour la plupart des choses en physique quantique, le résultat d'un jeu de pile ou face quantique serait un "ça dépend" beaucoup plus compliqué. Il existe des scénarios théoriquement plausibles dans lesquels un autre observateur pourrait trouver que le résultat de la pièce de notre physicien est pile ou face.

Au cœur de cette bizarrerie se trouve ce que l'on appelle le problème de la mesure. La mécanique quantique standard rend compte de ce qui se passe lorsque l'on mesure un système quantique : en substance, la mesure provoque l'"effondrement" aléatoire des multiples états possibles du système en un seul état défini. Mais cette comptabilité ne définit pas ce qui constitue une mesure, d'où le problème de la mesure.

Les tentatives visant à éviter le problème de la mesure, par exemple en envisageant une réalité dans laquelle les états quantiques ne s'effondrent pas du tout, ont conduit les physiciens sur un terrain étrange où les résultats des mesures peuvent être subjectifs. "L'un des principaux aspects du problème de la mesure est l'idée que les événements observés ne sont pas absolus", explique Nicholas Ormrod, de l'université d'Oxford. En bref, c'est la raison pour laquelle notre pile ou face quantique imaginaire pourrait être pile d'un point de vue et face d'un autre.

Mais ce scénario apparemment problématique est-il physiquement plausible ou s'agit-il simplement d'un artefact de notre compréhension incomplète du monde quantique ? Pour répondre à ces questions, il faut mieux comprendre les théories dans lesquelles le problème de la mesure peut se poser. C'est exactement ce qu'Ormrod, Vilasini Venkatesh de l'École polytechnique fédérale de Zurich et Jonathan Barrett d'Oxford ont réussi à faire. Dans une prépublication récente, le trio a prouvé un théorème qui montre pourquoi certaines théories, comme la mécanique quantique, ont un problème de mesure en premier lieu et comment on pourrait développer des théories alternatives pour l'éviter, préservant ainsi l'"absoluité" de tout événement observé. De telles théories banniraient, par exemple, la possibilité qu'une pièce de monnaie soit tirée à pile ou face par un observateur et qu'elle soit tirée à pile ou face par un autre.

Mais leurs travaux montrent également que la préservation d'un tel caractère absolu a un coût que de nombreux physiciens jugeraient prohibitif. "C'est la démonstration qu'il n'existe pas de solution indolore à ce problème", explique M. Ormrod. "Si nous parvenons un jour à retrouver l'absoluité, nous devrons alors renoncer à certains principes physiques qui nous tiennent vraiment à cœur".

 L'article d'Ormrod, Venkatesh et Barrett "aborde la question de savoir quelles catégories de théories sont incompatibles avec l'absoluité des événements observés et si l'absoluité peut être maintenue dans certaines théories, en même temps que d'autres propriétés souhaitables", explique Eric Cavalcanti, de l'université Griffith, en Australie. (M. Cavalcanti, le physicien Howard Wiseman et leurs collègues ont défini le terme "absoluité des événements observés" dans des travaux antérieurs qui ont jeté les bases de l'étude d'Ormrod, Venkatesh et Barrett).

S'en tenir à l'absoluité des événements observés pourrait signifier que le monde quantique est encore plus étrange que ce que nous savons.

LE CŒUR DU PROBLÈME

Pour comprendre ce qu'Ormrod, Venkatesh et Barrett ont réalisé, il faut suivre un cours accéléré sur les arcanes des fondations quantiques. Commençons par considérer notre système quantique hypothétique qui, lorsqu'il est observé, peut donner soit pile, soit face.

Dans les manuels de théorie quantique, avant l'effondrement, on dit que le système se trouve dans une superposition de deux états, et cet état quantique est décrit par une construction mathématique appelée fonction d'onde, qui évolue dans le temps et l'espace. Cette évolution est à la fois déterministe et réversible : étant donné une fonction d'onde initiale, on peut prédire ce qu'elle sera à un moment donné, et on peut en principe remonter l'évolution pour retrouver l'état antérieur. La mesure de la fonction d'onde entraîne cependant son effondrement, mathématiquement parlant, de sorte que le système de notre exemple apparaît comme étant soit pile, soit face.

Ce processus d'effondrement est la source obscure du problème de la mesure : il s'agit d'une affaire irréversible et unique, et personne ne sait même ce qui définit le processus ou les limites de la mesure. Qu'est-ce qu'une "mesure" ou, d'ailleurs, un "observateur" ? Ces deux éléments ont-ils des contraintes physiques, telles que des tailles minimales ou maximales ? Doivent-ils également être soumis à divers effets quantiques difficiles à saisir, ou peuvent-ils être considérés comme immunisés contre de telles complications ? Aucune de ces questions n'a de réponse facile et acceptée, mais les théoriciens ne manquent pas de solutions.

Étant donné le système de l'exemple, un modèle qui préserve l'absoluité de l'événement observé - c'est-à-dire que c'est soit pile, soit face pour tous les observateurs - est la théorie de Ghirardi-Rimini-Weber (GRW). Selon cette théorie, les systèmes quantiques peuvent exister dans une superposition d'états jusqu'à ce qu'ils atteignent une taille encore indéterminée, à partir de laquelle la superposition s'effondre spontanément et aléatoirement, indépendamment de l'observateur. Quel que soit le résultat - pile ou face dans notre exemple - il sera valable pour tous les observateurs.

Mais la théorie GRW, qui appartient à une catégorie plus large de théories de "l'effondrement spontané", semble aller à l'encontre d'un principe physique chéri depuis longtemps : la préservation de l'information. Tout comme un livre brûlé pourrait, en principe, être lu en réassemblant ses pages à partir de ses cendres (en ignorant l'émission initiale de rayonnement thermique du livre brûlé, pour des raisons de simplicité), la préservation de l'information implique que l'évolution d'un système quantique dans le temps permette de connaître ses états antérieurs. En postulant un effondrement aléatoire, la théorie GRW détruit la possibilité de savoir ce qui a conduit à l'état d'effondrement, ce qui, selon la plupart des témoignages, signifie que l'information sur le système avant sa transformation est irrémédiablement perdue. "La théorie GRW serait un modèle qui renonce à la préservation de l'information, préservant ainsi l'absoluité des événements", explique M. Venkatesh.

Un contre-exemple qui autorise la non-absoluité des événements observés est l'interprétation de la mécanique quantique selon le principe des "mondes multiples". Selon cette interprétation, la fonction d'onde de notre exemple se ramifiera en de multiples réalités contemporaines, de sorte que dans un "monde", le système sortira pile, tandis que dans un autre, il sortira face. Dans cette conception, il n'y a pas d'effondrement. "La question de savoir ce qui se passe n'est donc pas absolue ; elle est relative à un monde", explique M. Ormrod. Bien entendu, en essayant d'éviter le problème de mesure induit par l'effondrement, l'interprétation des mondes multiples introduit la ramification abrutissante des fonctions d'onde et la prolifération galopante des mondes à chaque bifurcation de la route quantique - un scénario désagréable pour beaucoup.

Néanmoins, l'interprétation des mondes multiples est un exemple de ce que l'on appelle les théories perspectivistes, dans lesquelles le résultat d'une mesure dépend du point de vue de l'observateur.

ASPECTS CRUCIAUX DE LA RÉALITÉ

Pour prouver leur théorème sans s'embourber dans une théorie ou une interprétation particulière, mécanique quantique ou autre, Ormrod, Venkatesh et Barrett se sont concentrés sur les théories perspectivistes qui obéissent à trois propriétés importantes. Une fois encore, il nous faut un peu de courage pour saisir l'importance de ces propriétés et pour apprécier le résultat plutôt profond de la preuve des chercheurs.

La première propriété est appelée nonlocalité de Bell (B). Elle fut identifiée pour la première fois en 1964 par le physicien John Bell dans un théorème éponyme et s'est avérée être un fait empirique incontesté de notre réalité physique. Supposons qu'Alice et Bob aient chacun accès à l'une des deux particules décrites par un état unique. Alice et Bob effectuent des mesures individuelles de leurs particules respectives et le font pour un certain nombre de paires de particules préparées de manière similaire. Alice choisit son type de mesure librement et indépendamment de Bob, et vice versa. Le fait qu'Alice et Bob choisissent leurs paramètres de mesure de leur plein gré est une hypothèse importante. Ensuite, lorsqu'ils compareront leurs résultats, le duo constatera que les résultats de leurs mesures sont corrélés d'une manière qui implique que les états des deux particules sont inséparables : connaître l'état de l'une permet de connaître l'état de l'autre. Les théories capables d'expliquer de telles corrélations sont dites non locales de Bell.

La deuxième propriété est la préservation de l'information (I). Les systèmes quantiques qui présentent une évolution déterministe et réversible satisfont à cette condition. Mais la condition est plus générale. Imaginez que vous portiez aujourd'hui un pull-over vert. Dans une théorie préservant l'information, il devrait toujours être possible, en principe, de retrouver la couleur de votre pull dans dix ans, même si personne ne vous a vu le porter. Mais "si le monde ne préserve pas l'information, il se peut que dans 10 ans, il n'y ait tout simplement aucun moyen de savoir de quelle couleur était le pull que je portais", explique M. Ormrod.

La troisième est une propriété appelée dynamique locale (L). Considérons deux événements dans deux régions de l'espace-temps. S'il existe un cadre de référence dans lequel les deux événements semblent simultanés, on dit que les régions de l'espace sont "séparées comme dans l'espace". La dynamique locale implique que la transformation d'un système dans l'une de ces régions ne peut affecter causalement la transformation d'un système dans l'autre région à une vitesse supérieure à celle de la lumière, et vice versa, une transformation étant toute opération qui prend un ensemble d'états d'entrée et produit un ensemble d'états de sortie. Chaque sous-système subit sa propre transformation, de même que le système dans son ensemble. Si la dynamique est locale, la transformation du système complet peut être décomposée en transformations de ses parties individuelles : la dynamique est dite séparable. "La [contrainte] de la dynamique locale permet de s'assurer que l'on ne simule pas Bell [la non-localité]", explique M. Venkatesh.

Dans la théorie quantique, les transformations peuvent être décomposées en leurs éléments constitutifs. "La théorie quantique est donc dynamiquement séparable", explique M. Ormrod. En revanche, lorsque deux particules partagent un état non local de Bell (c'est-à-dire lorsque deux particules sont intriquées, selon la théorie quantique), on dit que l'état est inséparable des états individuels des deux particules. Si les transformations se comportaient de la même manière, c'est-à-dire si la transformation globale ne pouvait pas être décrite en termes de transformations de sous-systèmes individuels, alors le système entier serait dynamiquement inséparable.

Tous les éléments sont réunis pour comprendre le résultat du trio. Le travail d'Ormrod, Venkatesh et Barrett se résume à une analyse sophistiquée de la manière dont les théories "BIL" (celles qui satisfont aux trois propriétés susmentionnées) traitent une expérience de pensée faussement simple. Imaginons qu'Alice et Bob, chacun dans son propre laboratoire, effectuent une mesure sur l'une des deux particules. Alice et Bob effectuent chacun une mesure, et tous deux effectuent exactement la même mesure. Par exemple, ils peuvent tous deux mesurer le spin de leur particule dans le sens haut-bas.

Charlie et Daniela observent Alice et Bob et leurs laboratoires de l'extérieur. En principe, Charlie et Daniela devraient pouvoir mesurer le spin des mêmes particules, par exemple dans le sens gauche-droite. Dans une théorie préservant l'information, cela devrait être possible.

Prenons l'exemple spécifique de ce qui pourrait se produire dans la théorie quantique standard. Charlie, par exemple, considère Alice, son laboratoire et la mesure qu'elle effectue comme un système soumis à une évolution déterministe et réversible. En supposant qu'il contrôle totalement le système dans son ensemble, Charlie peut inverser le processus de manière à ce que la particule revienne à son état d'origine (comme un livre brûlé qui serait reconstitué à partir de ses cendres). Daniela fait de même avec Bob et son laboratoire. Charlie et Daniela effectuent maintenant chacun une mesure différente sur leurs particules respectives dans le sens gauche-droite.

En utilisant ce scénario, l'équipe a prouvé que les prédictions de toute théorie de la BIL pour les résultats des mesures des quatre observateurs contredisent le caractère absolu des événements observés. En d'autres termes, "toutes les théories de la BIL ont un problème de mesure", explique M. Ormrod.

CHOISISSEZ VOTRE POISON

Les physiciens se trouvent donc dans une impasse désagréable : soit ils acceptent le caractère non absolu des événements observés, soit ils renoncent à l'une des hypothèses de la théorie de la BIL.

Venkatesh pense qu'il y a quelque chose de convaincant dans le fait de renoncer à l'absoluité des événements observés. Après tout, dit-elle, la physique a réussi à passer d'un cadre newtonien rigide à une description einsteinienne de la réalité, plus nuancée et plus fluide. "Nous avons dû ajuster certaines notions de ce que nous pensions être absolu. Pour Newton, l'espace et le temps étaient absolus", explique M. Venkatesh. Mais dans la conception de l'univers d'Albert Einstein, l'espace et le temps ne font qu'un, et cet espace-temps unique n'est pas quelque chose d'absolu mais peut se déformer d'une manière qui ne correspond pas au mode de pensée newtonien.

D'autre part, une théorie perspectiviste qui dépend des observateurs crée ses propres problèmes. En particulier, comment peut-on faire de la science dans les limites d'une théorie où deux observateurs ne peuvent pas se mettre d'accord sur les résultats des mesures ? "Il n'est pas évident que la science puisse fonctionner comme elle est censée le faire si nous ne parvenons pas à des prédictions pour des événements observés que nous considérons comme absolus", explique M. Ormrod.

Donc, si l'on insiste sur le caractère absolu des événements observés, il faut faire un compromis. Ce ne sera pas la non-localité de Bell ou la préservation de l'information : la première repose sur des bases empiriques solides, et la seconde est considérée comme un aspect important de toute théorie de la réalité. L'accent est mis sur la dynamique locale, en particulier sur la séparabilité dynamique.

La séparabilité dynamique est "une sorte d'hypothèse du réductionnisme", explique M. Ormrod. "On peut expliquer les grandes choses en termes de petits morceaux.

Le fait de préserver le caractère absolu des événements observés pourrait signifier que ce réductionnisme ne tient pas : tout comme un état non local de Bell ne peut être réduit à certains états constitutifs, il se peut que la dynamique d'un système soit également holistique, ce qui ajoute un autre type de nonlocalité à l'univers. Il est important de noter que le fait d'y renoncer ne met pas une théorie en porte-à-faux avec les théories de la relativité d'Einstein, tout comme les physiciens ont soutenu que la non-localité de Bell ne nécessite pas d'influences causales superluminales ou non locales, mais simplement des états non séparables.

"Peut-être que la leçon de Bell est que les états des particules distantes sont inextricablement liés, et que la leçon des nouveaux théorèmes est que leur dynamique l'est aussi", ont écrit Ormrod, Venkatesh et Barrett dans leur article.

"J'aime beaucoup l'idée de rejeter la séparabilité dynamique, car si cela fonctionne, alors ... nous aurons le beurre et l'argent du beurre", déclare Ormrod. "Nous pouvons continuer à croire ce que nous considérons comme les choses les plus fondamentales du monde : le fait que la théorie de la relativité est vraie, que l'information est préservée, et ce genre de choses. Mais nous pouvons aussi croire à l'absoluité des événements observés".

Jeffrey Bub, philosophe de la physique et professeur émérite à l'université du Maryland, College Park, est prêt à avaler quelques pilules amères si cela signifie vivre dans un univers objectif. "Je voudrais m'accrocher à l'absoluité des événements observés", déclare-t-il. "Il me semble absurde d'y renoncer simplement à cause du problème de la mesure en mécanique quantique. À cette fin, Bub pense qu'un univers dans lequel les dynamiques ne sont pas séparables n'est pas une si mauvaise idée. "Je pense que je serais provisoirement d'accord avec les auteurs pour dire que la non-séparabilité [dynamique] est l'option la moins désagréable", déclare-t-il.

Le problème est que personne ne sait encore comment construire une théorie qui rejette la séparabilité dynamique - à supposer qu'elle soit possible à construire - tout en conservant les autres propriétés telles que la préservation de l'information et la non-localité de Bell.

UNE NON LOCALITÉ PLUS PROFONDE

Howard Wiseman, de l'université Griffith, qui est considéré comme une figure fondatrice de ces réflexions théoriques, apprécie l'effort d'Ormrod, Venkatesh et Barrett pour prouver un théorème qui s'applique à la mécanique quantique sans lui être spécifique. "C'est bien qu'ils poussent dans cette direction", déclare-t-il. "Nous pouvons dire des choses plus générales sans faire référence à la mécanique quantique.

 Il souligne que l'expérience de pensée utilisée dans l'analyse ne demande pas à Alice, Bob, Charlie et Daniela de faire des choix - ils font toujours les mêmes mesures. Par conséquent, les hypothèses utilisées pour prouver le théorème n'incluent pas explicitement une hypothèse sur la liberté de choix, car personne n'exerce un tel choix. Normalement, moins il y a d'hypothèses, plus la preuve est solide, mais ce n'est peut-être pas le cas ici, explique Wiseman. En effet, la première hypothèse, selon laquelle la théorie doit tenir compte de la non-localité de Bell, exige que les agents soient dotés d'un libre arbitre. Tout test empirique de la non-localité de Bell implique qu'Alice et Bob choisissent de leur plein gré les types de mesures qu'ils effectuent. Par conséquent, si une théorie est nonlocale au sens de Bell, elle reconnaît implicitement le libre arbitre des expérimentateurs. "Ce que je soupçonne, c'est qu'ils introduisent subrepticement une hypothèse de libre arbitre", déclare Wiseman.

Cela ne veut pas dire que la preuve est plus faible. Au contraire, elle aurait été plus forte si elle n'avait pas exigé une hypothèse de libre arbitre. En l'occurrence, le libre arbitre reste une exigence. Dans ces conditions, la portée la plus profonde de ce théorème pourrait être que l'univers est non local d'une manière entièrement nouvelle. Si tel est le cas, cette nonlocalité serait égale ou supérieure à la nonlocalité de Bell, dont la compréhension a ouvert la voie aux communications quantiques et à la cryptographie quantique. Personne ne sait ce qu'un nouveau type de nonlocalité - suggéré par la non-séparabilité dynamique - signifierait pour notre compréhension de l'univers.

En fin de compte, seules les expériences permettront de trouver la bonne théorie, et les physiciens quantiques ne peuvent que se préparer à toute éventualité. "Indépendamment de l'opinion personnelle de chacun sur la meilleure [théorie], toutes doivent être explorées", déclare M. Venkatesh. "En fin de compte, nous devrons examiner les expériences que nous pouvons réaliser. Cela pourrait être dans un sens ou dans l'autre, et il est bon de s'y préparer."

Auteur: Internet

Info: https://www.scientificamerican.com, Par Anil Ananthaswamy le 22 mai 2023

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