singularité

Quelle définition de l'individualité devons-nous donc prendre, et pourquoi cette question est-elle importante pour la théorie de la biologie, et n'est pas simplement une question de mots ? Pour poser un point de départ à notre discussion, on pourrait commencer par admettre qu'un individu est issu à la fois d'un seul programme génétique et d'un développement maintenant la continuité physique entre toutes les parties de l'organisme. Or le réseau fongique du Michigan soulève un problème capital qui est aussi illustré par de nombreux autres organismes, comme un plant d'herbe ou une tige feuillée de bambou.
Nous envisageons classiquement un individu comme une entité délimitée et dotée de formes définies : une baleine, un arbre, une blatte, un être humain. Par analogie, il semblerait qu'un plant d'herbe, ou bien une tige feuillée de bambou, ou bien un champignon pourrait être considéré comme un individu. Cependant pensez aux critères proposés ci-dessus sur la continuité physique entre toutes les parties et l'unicité de l'origine génétique. Une tige feuillée de bambou ressemble à l'entité que nous appelons habituellement une plante entière, mais chacune des tiges feuillées que l'on voit dans un champ de bambou peut provenir d'un même système de racines adventives ; elles sont donc toutes unies et dérivent toutes par multiplication végétative d'une même graine de départ. La tige feuillée individuelle de bambou n'est-elle donc pas une partie d'un plus grand individu, tout comme les carpophores d'Armillaria ne sont que les éléments visibles d'une vaste entité souterraine ?
Les botanistes rencontrent plus fréquemment que les zoologistes le problème posé par des parties d'un tout qui ressemblent à des individus (bien qu'une colonie de coraux soulève exactement le même dilemme). Ils ont donc mis au point une terminologie particulière pour traiter de ces cas ambigus où des parties d'un tout ressemblent à des organismes entiers dans le sens courant du mot, mais sont en réalité des organes d'une totalité plus vaste, si l'on se réfère à une définition génétique. Ils appellent ces éléments (parties d'un tout) morphologiquement bien définis tels qu'un plant d'herbe, une tige feuillée de bambou ou un champignon (plus exactement, le carpophore) un ramet ; tandis que le système entier, avec ses parties inter-reliées (les racines adventives souteraines et les tiges feuillées ; le réseau de rhizomorphes, avec ses occasionnels carpophores), est appelé un genet. En d'autres termes, l'individu, dans le sens courant, est un ramet, tandis que l'individu, au sens génétique, est un genet. Cette terminologie ne résout pas le problème conceptuel de savoir comment définir un individu, et les noms proposés ne font que mettre en lumière ces cas classiques d'ambiguïté fondamentale.

Auteur: Gould Stephen Jay

Info: Les Quatre Antilopes de l'Apocalypse

[ individu ] [ fractal ]

science-fiction

Après le transhumanisme, voici le transdéisme ! La nouvelle religion qui vénère un dieu sous forme d’intelligence artificielle.
La nouvelle religion qui vénère un dieu sous forme d’intelligence artificielle.
L’homme par qui le scandale arrive est Anthony Levandowski, un petit génie de la cybernétique.
Son nom est au cœur du litige judiciaire entre Waymo et Uber, accusé par le premier de vol de technologie autour de la voiture autonome.
Dans la course acharnée qui oppose Waymo (filiale de Google/Alphabet) et Uber, Anthony Levandowski est une sommité de l’intelligence artificielle qui a travaillé successivement au sein des deux entreprises pour la mise au point du véhicule sans chauffeur.
Il est connu pour ses remarquables réussites en matière de robotique et d’intelligence artificielle.
A 37 ans, il vient de créer une nouvelle structure religieuse baptisée "Way of The Futur" (WOTF) qui veut promouvoir l’idée d’un dieu basé sur l’intelligence artificielle : l’"église de l’adoration du cyber dieu" en quelque sorte !
"L’idée de base est simple, il existera bientôt une intelligence artificielle tellement avancée, l’homme n’aura d’autre choix que de la vénérer." selon Anthony Levandowski.
WOTF sera basé sur son propre évangile, appelé "Le Manuel" et aura son propre lieu de culte physique pour rendre hommage à ce nouveau dieu. Si l’idée paraît tout droit sortie d’un classique de la science-fiction, certains concepts qui se cachent derrière restent pour le moins inquiétants.
Ainsi, les préceptes de ce mouvement se basent sur les idées du courant transhumanisme qui veut que l’humanité soit un jour dépassée par la machine dont le concept phare est celui de la "singularité" (lorsque la machine dépassera l’homme et aura sa propre volonté).
Pour Anthony Levandowski, cela pourrait bien se produire dans les 15 ou 20 ans à venir. C’est pour cela qu’il faut se préparer au plus tôt à cette arrivée de l’intelligence artificielle toute puissante.
Pour ce faire, Way of the Future estime qu’il faut d’ores et déjà recenser les sympathisants à la cause de ce nouveau dieu "pour participer à une transition pacifique et respectueuse."
En gros, point de salut pour les impies qui n’auront pas choisi la voie de WOTF lorsque le dieu IA sera arrivé…
On le voit, les rétrogrades adeptes de théologies obscurantistes mettant en avant des concepts surannés comme l’âme, la miséricorde, la compassion, l’amour, l’espérance ou la charité devront être alors surveillés de très près.
Nous attendons donc avec impatience de mériter la révélation du Manuel, ce nouvel évangile :
Evidemment la "genèse cybernétique" va être plus difficile à élaborer : le concept de "l’homme créé à l’image du Grand Computeur" va être difficile à faire passer, sauf si évidemment nous sommes déjà entrés dans le transhumanisme.

Auteur: Internet

Info: https://aphadolie.com, novembre 2017

[ homme-machine ] [ singularité technologique ] [ adaptation ]

physique photonique

Quantifier la quantification : un projet mathématique "d'une immense beauté".

Les chercheurs mettent au point une méthode pour déterminer le degré de quantification de l'état d'un système.

Tout grand objet : balle de base-ball, véhicule, planètes, etc, se comporte conformément aux lois classiques de la mécanique formulées par Sir Isaac Newton. Les petits, comme les atomes et les particules subatomiques, sont régis par la mécanique quantique, où un objet peut se comporter à la fois comme une onde et comme une particule.

La frontière entre le domaine classique et le domaine quantique a toujours été d'un grand intérêt. Les recherches rapportées dans AVS Quantum Science par AIP Publishing, examinent la question quant à savoir ce qui fait qu'une chose est "plus quantique" qu'une autre. Existe-t-il un moyen de caractériser la "quanticité" ? Les auteurs indiquent qu'ils ont trouvé une approche pour le faire.

Le degré de quanticité est important pour des applications telles que l'informatique et la détection quantiques, qui offrent des avantages que l'on ne trouve pas dans leurs équivalents classiques. Pour comprendre ces avantages, il faut à son tour comprendre le degré de quanticité des systèmes physiques concernés.

Plutôt que proposer une échelle dont les valeurs seraient associées au degré de quanticité, les auteurs de cette étude examinent les extrêmes, à savoir quels sont les états les plus, ou les moins... quantiques. Selon l'auteur Luis Sanchez-Soto, l'idée de cette étude est venue d'une question posée lors d'une réunion scientifique.

"Je donnais un séminaire sur ce sujet lorsque quelqu'un m'a posé la question suivante : 'Vous, les gars de l'optique quantique, vous parlez toujours des états les plus classiques, mais qu'en est-il des états les plus quantiques?'", 

On a compris depuis longtemps que les états dits cohérents peuvent être décrits comme quasi-classiques. Ils se produisent, par exemple, dans un laser, où la lumière provenant de plusieurs sources de photons est en phase, par conséquence dans un état très peu quantique.

Un tel système quantique peut être représenté mathématiquement par des points, plus ou moins nombreux, que l'on répartit sur une sphère, souvent en les intriquant sur spectre de couleurs pour avoir une meilleure représentation de ce qu'on appelle en général "constellation de Majorana". Pour les états cohérents, la constellation est simplement un point unique. Par conséquent ceux qui sont les plus quantiques présentent des configurations plus riches/nombreuses qui recouvrent plus richement la sphère. Les sphères pouvant être modélisées de plusieurs manières : par un simple cercle où sont disposés les "points quantiques", via les répartitions de couleurs, voire en usant de ces point de polarités pour transformer chaque sphère en un polyèdre plus ou moins complexe. 

Les chercheurs, après avoir examiné plusieurs autres approches de scientifiques ayant exploré les quanta, et en prenant en compte la constellation de Majorana pour chacune d'entre elles, s'étaient sont alors demandés comment répartir au mieux, ou le plus uniformément, l'ensemble des points sur une sphère dans le cadre de cette approche. 

C'est ainsi que Sanchez-Soto et ses collègues, en abordant la quanticité sous cet aspect, ont réalisé qu'il s'agissait d'un projet mathématique non seulement utile, mais "d'une immense beauté".

Auteur: Internet

Info: https://www.newswise.com. 12 nov 2020

[ électrons ]

animal-minéral

Des progrès dans la compréhension de la biominéralisation par une nouvelle microscopie X

Chez les organismes vivants, les processus de biominéralisation régulent la croissance des tissus minéralisés, tels que les dents, les os, les coquilles… Ces procédés restent fascinants à étudier pour une meilleure compréhension du monde naturel qui nous entoure et de sa diversité, d'autant plus que ces recherches peuvent contribuer à l'élaboration de procédés biomimétiques pour la réalisation de nouveaux matériaux.

Une équipe interdisciplinaire française, à laquelle participe l'équipe du LIONS de l'UMR NIMBE, s'est intéressée à la bio-formation du carbonate de calcium, dont la structure complexe est encore largement incomprise. La texture complexe de matériaux naturels, observés auprès du synchrotron de l'ESRF par une méthode originale de diffraction de rayons X développée par l'Institut Frenel, est décrite et les résultats publiés dans la revue "Nature Materials". Un point de départ pour comprendre l'élaboration de ce composé, et définir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire de façon synthétique ce type de biominéraux.

La compréhension en sciences des matériaux, paléoclimatologie et sciences de l’environnement des phénomènes de biominéralisation ouvrent des perspectives fascinantes et attirent nombre de chercheurs. Le carbonate de calcium en est une bonne illustration : les théories issues de la cristallisation classique ne peuvent expliquer la formation des structures biominérales calcaires extrêmement complexes, telles que celles observées chez l’oursin ou l’huître perlière par exemple. La formation de ce constituant majeur de la croute terrestre reste ainsi encore largement incomprise.

L’étude, menée par une équipe interdisciplinaire française et publiée dans la revue Nature Materials, exploite une nouvelle microscopie en rayons X permettant de révéler les spécificités structurales du biominéral. Elle conduit à l’identification de modèles probables de biominéralisation.

L’approche développée par cette équipe est motivée par une contradiction apparente : tandis que les espèces vivantes capables de cristalliser le carbonate de calcium produisent une remarquable diversité architecturale aux échelles macro et micrométriques, à l’échelle sub-micrométrique, la structure biominérale se caractérise au contraire, par l'observation constante d'une même structure granulaire et cristalline. Par conséquent, une description des caractéristiques cristallines à cette échelle "mésométrique", c'est-à-dire, à l’échelle de quelques granules (50-500 nm), est une clé pour construire des scénarios réalistes de biominéralisation. C’est également une difficulté majeure pour la microscopie, puisqu’aucune des approches expérimentales actuellement utilisées (électroniques, X ou visibles) n’est capable d’y accéder.

Grâce à la nouvelle approche de microscopie X en synchrotron, la ptychographie de Bragg, développée en 2011 par l’Institut Fresnel, il a été possible de révéler les détails tridimensionnels de l'organisation méso-cristalline des prismes de calcite, les unités minérales constituant l’extérieur de la coquille de l’huître perlière. Bien que ces prismes soient habituellement décrits comme des mono-cristaux "parfaits", il a été possible de mettre en évidence l'existence de grands domaines cristallins d’iso-orientations et d’iso-déformations, légèrement différents les uns des autres. Ces résultats entièrement originaux plaident en faveur de chemins de cristallisation non classiques, comme la fusion partielle d’un ensemble de nanoparticules primaires ou l’existence de précurseurs de type liquides.

Ce résultat a été obtenu dans cadre d’un programme de recherche à 4 ans financé par l’ANR (ANR-11-BS20-0005). Il constitue le point de départ d’un projet ERC Consolidator (#724881), qui a pour objectif d’établir les conditions physiques, chimiques et biologiques nécessaires pour produire des biominéraux synthétiques à la demande.

Auteur: Internet

Info: Réf :  F. Mastropietro, P. Godard, M. Burghammer, C. Chevallard, J. Daillant, J. Duboisset, M. Allain, P. Guenoun, J. Nouet, V. Chamard, Revealing crystalline domains in a mollusc shell “single-crystalline” prism, Nature Materials (2017). Communiqué CNRS/INSIS : "Une nouvelle microscopie éclaire la formation des biominéraux", 1er sept 2017

[ évolution ] [ niveaux intermédiaires ] [ méta-moteur ]

advaita

Au cours de cette même période de sa vie, Bohm continua également d'affiner son approche alternative de la physique quantique. En examinant plus attentivement la signification du potentiel quantique, il se rendit compte qu'il présentait un certain nombre de caractéristiques qui impliquaient une rupture encore plus radicale avec la pensée orthodoxe. L'une d'elles est l'importance de l'intégralité. La science classique avait toujours considéré l'état d'un système dans son ensemble comme le simple résultat de l'interaction de ses parties. Cependant, le potentiel quantique remettait en cause cette vision et indiquait que le comportement des parties était en fait organisé par le tout. Non seulement l'affirmation de Bohr selon laquelle les particules subatomiques ne sont pas des "choses" indépendantes, mais font partie d'un système indivisible, fut poussée plus loin, mais on suggéra même que la totalité était en quelque sorte la réalité la plus primaire. Il expliqua également comment les électrons dans les plasmas (et d'autres états spécialisés tels que la supraconductivité) pouvaient se comporter comme des ensembles interconnectés. Comme l'affirme Bohm, ces "électrons ne sont pas dispersés car, grâce à l'action du potentiel quantique, l'ensemble du système subit un mouvement coordonné qui ressemble davantage à une danse de ballet qu'à une foule de personnes non organisées". Il note une fois de plus qu'"une telle activité globale quantique est plus proche de l'unité du fonctionnement organisé des parties d'un être vivant que du type d'unité que l'on obtient en assemblant les pièces d'une machine."

Une caractéristique encore plus surprenante du potentiel quantique était ses implications au niveau de la localisation. Dans notre vie quotidienne, les choses ont des emplacements spécifiques, mais l'interprétation de la physique quantique par Bohm indiquait qu'à l'échelle subquantique, celle où le potentiel quantique opère, la notion d'emplacement n'existe plus. Tous les points de l'espace sont alors égaux à tous les autres points de l'espace, et il est inutile de parler d'une chose comme étant séparée d'une autre. Les physiciens appellent cette propriété "non-localité". Aspect non local du potentiel quantique qui a permis à Bohm d'expliquer la connexion entre des particules jumelles sans que celà viole l'interdiction faite par la relativité restreinte pour tout ce qui se déplace plus vite que la vitesse de la lumière. Pour illustrer comment, il propose l'analogie suivante : Imaginez un poisson qui nage dans un aquarium. Imaginez également que vous n'avez jamais vu de poisson ou d'aquarium auparavant et que votre seule connaissance à leur sujet provient de deux caméras de télévision, l'une dirigée vers l'avant de l'aquarium et l'autre vers son côté. Lorsque vous regardez les deux écrans de télévision, vous pouvez penser à tort que les poissons qui s'y trouvent sont des entités distinctes. Après tout, comme les caméras sont placées à des angles différents, chacune des images sera légèrement différente. Mais en continuant à regarder, vous finirez par réaliser qu'il existe une relation entre les deux poissons. Quand l'un se tourne, l'autre fait un tour légèrement différent mais correspondant. Quand l'un fait face à l'avant, l'autre fait face à l'arrière, et ainsi de suite. Si vous n'avez pas conscience de l'ampleur de la situation, vous pourriez conclure à tort que les poissons communiquent instantanément entre eux, mais ce n'est pas le cas. Il n'y a pas de communication parce qu'à un niveau plus profond de la réalité, la réalité de l'aquarium, les deux poissons sont en fait une seule et même chose. Selon Bohm, c'est précisément ce qui se passe entre des particules telles que les deux photons émis lors de la désintégration d'un atome de positronium. 

Auteur: Talbot Michael Coleman

Info: L'univers holographique

[ brahman ] [ biais dual ]

artiste

Elle tenait dans sa main tous les âges de la vie, depuis la naissance jusqu’à la vieillesse, avec la mort en fantôme permanent derrière chaque étape. Elle les dansait les uns après les autres dans un dégradé de nuances physiques qui faisait oublier son âge véritable. Cet exercice de mue à couper le souffle, la danseuse et chorégraphe japonaise Carlotta Ikeda, star féminine du butô, mouvement chorégraphique radical né à Tokyo dans les années 1960, en a achevé le cycle, mercredi 24 septembre, chez elle, à Bordeaux, où elle vivait depuis la fin des années 1990. Elle avait 73 ans et luttait depuis quelques mois contre un cancer.
Carlotta Ikeda, de son vrai prénom "Sanae" ("pousse de riz" en japonais) n’a jamais dévié de sa route artistique escarpée. Née en 1941 à Fukui, au bord de la mer du Japon, fille d’un fonctionnaire issu d’une lignée de samouraïs et d’une femme qui élevait des animaux, elle aimait évoquer son village, la campagne où elle se promenait et dansait librement. C’est en voyant sa mère interpréter certains styles chorégraphiques traditionnels qu’elle eut le désir de danser.
VÉRITÉ ARCHAÏQUE DE L’ÊTRE
Passée par l’université de Tokyo et la technique classique – elle prit son premier cours à l’âge de 19 ans –, elle est professeur de gymnastique dans les collèges, tout en cherchant sa voie. En 1970, elle croise Tatsumi Hijikata (1928-1986), fondateur du butô. Ebranlement esthétique devant ce geste physique sauvage et viscéral. Celle qui affirme avoir toujours été danseuse s’initie à ce mouvement nourri des écrits d’Artaud, de Lautréamont et de Sade pour faire surgir la vérité archaïque de l’être.
En 1974, elle intègre la fameuse compagnie Dairakudakan, puis rencontre le chorégraphe Ko Murobushi, qui deviendra son partenaire de prédilection. La même année, elle fonde sa compagnie uniquement composée de femmes Ariadone et choisit de s’appeler Carlotta en hommage à la danseuse classique Carlotta Grisi (1819-1899), fameuse interprète de Giselle, "pour marquer l'irréductible opposition entre le ballet et le butô". Pour gagner sa vie, elle joue, toute poudrée d’or, dans des spectacles de cabaret où elle affirme une pensée du geste audacieuse et libre. "Quand je faisais mon strip-tease, j'avais un objectif : c'est que les gens qui étaient là pour rire et boire se taisent et me regardent pendant quinze minutes, confiait-elle en 2004. J'ai fini par arriver à mes fins, j'ai commencé à trouver ma manière de faire."
EFFACEMENT DE SOI
Grave et grotesque, puissant et vulnérable, cru et érotique, son butô se libère peu à peu pour devenir ce qu’elle définissait ainsi : "Mon art danse n'est ni une forme ni une technique particulière, mais plutôt un effacement de soi, une sorte de néant." De cet effacement, naît la présence hautement particulière d’une femme en quête d’elle-même. Ses solos ont marqué son parcours en inscrivant sa touche.
Emblématique, Utt (1981), qu’elle a transmis par ailleurs à une interprète de sa troupe, surexposait les codes du butô : corps blanc nu, yeux renversés dans les orbites, pieds et mains tordus comme des moignons. Un corps "débilité", selon la formule d’Hijikata, qu’elle fera évoluer à sa façon. "Mon butô est une quête intérieure à la frontière de la normalité et de la folie. Comme dans le bouddhisme, j'essaye d'atteindre un certain état d'effacement de soi, de néant." Tout aussi éberluant, sur un texte de Marguerite Duras, Waiting (1997), ou récemment Médée (2012), font palpiter le mystère du vivant.
Lorsqu’on lui demandait le sens de son travail, Carlotta Ikeda le résumait par un seul mot "le désir", trouvant sur scène "une sorte de vie pure".

Auteur: Boisseau Rosita

Info: Le Monde sept. 2014

[ passion ]

hypothèse

Notre univers existe à l'intérieur d'un trou noir d'un univers de dimension supérieure 

Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se trouve au-delà de l'univers observable ? Et si notre univers n'était qu'une infime partie d'une réalité beaucoup plus vaste et complexe et qu'il se trouvait en fait à l'intérieur d'un trou noir ?

Qu'est-ce qu'un trou noir ?

Un trou noir est une région de l'espace où la gravité est si forte que rien ne peut s'en échapper, pas même la lumière. Selon la théorie de la relativité générale d'Einstein, les trous noirs se forment lorsque des étoiles massives s'effondrent à la fin de leur cycle de vie. La singularité qui en résulte est un point de densité infinie et de volume nul, où les lois de la physique s'effondrent.

Des scientifiques découvrent un lien possible entre le cerveau humain et le cosmos à l'échelle quantique

La limite d'un trou noir s'appelle l'horizon des événements, elle marque le point de non-retour pour tout ce qui la traverse. La taille de l'horizon des événements dépend de la masse du trou noir. Par exemple, un trou noir ayant la masse du soleil aurait un horizon des événements d'environ 3 kilomètres de rayon.

Comment notre univers peut-il se trouver à l'intérieur d'un trou noir ?Une façon d'aborder cette question est de se demander ce qui se passe à l'intérieur d'un trou noir. Selon la physique classique, rien ne peut survivre à l'intérieur d'un trou noir. Cependant, la physique quantique suggère qu'il pourrait y avoir une forme de structure ou d'information qui persiste au-delà de l'horizon des événements.

Une éventualité est que la singularité au centre d'un trou noir n'est pas un point, mais une sphère ou un tore, qui créerait un trou de ver, un raccourci spatio-temporel reéiant deux régions éloignées de l'univers. Dans ce cas, une extrémité du trou de ver se trouverait à l'intérieur du trou noir et l'autre extrémité à l'extérieur, dans une autre région de l'espace.

Une autre possibilité est que la singularité au centre d'un trou noir ne soit pas une sphère ou un tore, mais une hyper-sphère ou un hyper-tore, qui créerait un univers-bulle, une région autonome de l'espace-temps avec ses propres lois physiques et ses propres constantes. Dans ce cas, l'univers-bulle se trouverait à l'intérieur du trou noir, notre univers par exemple.

Quelles sont les preuves de cette hypothèse ?

L'idée que notre univers soit à l'intérieur d'un trou noir est spéculative et n'a été prouvée par aucune observation ou expérience directe. Toutefois, certains indices indirects viennent étayer cette hypothèse.

L'un d'entre eux est le rayonnement électromagnétique cosmique de fond (CMB), qui est le rayonnement résiduel du Big Bang ou fond diffus cosmologique (FDC, ou cosmic microwave background, ou "fond cosmique de micro-ondes") a une température uniforme, à l'exception de minuscules fluctuations révélant la structure de l'univers primitif. Certains physiciens avancent que ces fluctuations pouvaient s'expliquer en supposant que notre univers se trouve à l'intérieur d'un trou noir et que le rayonnement de fond cosmologique est en fait le rayonnement émis par l'horizon des événements.

L'expansion de l'univers serait un autre indice. Selon le modèle standard de la cosmologie, notre univers s'expand à un rythme accéléré en raison de l'énergie noire, une force mystérieuse qui s'oppose à la gravité. Cependant, certains physiciens avancent que l'énergie noire soit une illusion causée par l'hypothèse d'un univers  plat et infini. Si notre univers est en fait courbe et fini, comme il le serait à l'intérieur d'un trou noir, l'énergie noire ne serait pas nécessaire pour expliquer l'expansion.

Quelles seraient les implications pour notre compréhension de la cosmologie et de la physique ?

Si notre univers se trouve effectivement à l'intérieur d'un trou noir, cela aura de profondes répercussions sur notre compréhension de la cosmologie et de la physique. D'une part, cela signifierait que notre univers a une origine et une fin, et qu'il n'est peut-être pas unique ou isolé. Cela signifierait également qu'il pourrait y avoir d'autres univers au-delà du nôtre, reliés par des trous de ver ou existant en tant que bulles distinctes.

Cela signifierait en outre qu'existent d'autres lois de la physique et de nouvelles dimensions de la réalité que nous n'avons pas encore découvertes ou comprises. Cela pourrait aussi expliquer certains paradoxes et autres contradictions entre la mécanique quantique et la relativité générale.

Auteur: Internet

Info: https://www.physics-astronomy.com/, 6 avril 2023

[ science-fiction ] [ niveaux vibratoires ] [ multivers ]

matérialogie

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

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

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

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

Des difficultés à trouver une explication définitive

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

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

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

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

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

Un mystère persistant, mais qui mène vers une découverte prometteuse

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

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

Auteur: Internet

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

[ interrogation ] [ tétravalence ] [ physique appliquée ]

épigénétique

De la biologie quantique dans la photosynthèse ? La biologie actuelle en est-elle au stade où était la physique classique avant la découverte de la physique quantique ? Certains le soupçonnent depuis quelques années, et une publication récente dans Nature Communications vient d'apporter de l'eau à leur moulin. Il y aurait bien des processus quantiques derrière l'efficacité de la photosynthèse.

(On note Ψ la fameuse fonction d'onde décrivant les amplitudes de probabilité en mécanique quantique depuis les travaux de Schrödinger sur sa célèbre équation. On a de nouvelles raisons de penser que la vie exploite les lois de la mécanique quantique pour rendre certains processus plus efficaces, en particulier la photosynthèse. © Engel Group, University of Chicago - En commentaire de la photo d'une feuille au soleil)

C'est un fait bien établi que l'existence des atomes, des molécules et des liaisons chimiques ne sont pas compréhensibles en dehors des lois de la mécanique quantique. En ce sens, la physique et la chimie d'un bloc de métal ou d'une cellule sont quantiques. Mais on sait bien que le comportement de ces objets ne manifeste pas directement la nature quantique de la matière, ils font partie du monde de la physique classique. Cependant, certains phénomènes comme la supraconductivité ou la superfluidité débordent du domaine quantique d'ordinaire réservé à la microphysique pour entrer dans le monde à notre échelle. Lorsque la nécessité de la physique quantique s'est révélée aux physiciens explorant la matière et la lumière, ce fut essentiellement avec deux phénomènes qui semblaient au départ être de simples anomalies bien localisées dans l'univers de la physique classique : le rayonnement du corps noir et l'effet photoélectrique. Nous savons aujourd'hui qu'ils étaient la pointe émergée du monde quantique et que, fondamentalement, le réel est fort différent de la vision du monde bâtie par les fondateurs de la science classique comme Galilée, Descartes et Newton.

La biologie quantique pour expliquer la photosynthèse
De nos jours, les biologistes qui réfléchissent sur le fonctionnement des cellules, de l'ADN ou des neurones considèrent que ces objets sont majoritairement décrits par les lois de la physique classique. Il n'est pas nécessaire d'utiliser l'équation de Schrödinger ou les amplitudes de probabilités qu'elle gouverne pour comprendre l'origine de la vie, les mutations, l'évolution ou l'apparition de la conscience dans un cerveau. Pourtant, ces dernières années, quelques résultats expérimentaux en biologie, notamment sur la photosynthèse, semblaient défier les lois de la physique classique.

Il était et il est encore bien trop tôt pour savoir si la photosynthèse finira par être, pour une éventuelle biologie quantique, ce que le rayonnement du corps noir a été pour la physique quantique. Toutefois, Alexandra Olaya-Castro et Edward O'Reilly, des chercheurs du célèbre University College de Londres, viennent de publier dans Nature Communications un article, également disponible en accès libre sur arxiv, dans lequel ils affirment que des macromolécules biologiques utilisent bel et bien des processus quantiques pour effectuer de la photosynthèse. Jusqu'à présent, le doute planait sur l'inadéquation des processus classiques pour décrire le comportement de chromophores attachés à des protéines qu'utilisent les cellules végétales pour capter et transporter l'énergie lumineuse.

Selon les deux physiciens, certains des états de vibrations moléculaires des chromophores facilitent le transfert d'énergie lors du processus de photosynthèse et contribuent à son efficacité. Ainsi, lorsque deux chromophores vibrent, il arrive que certaines énergies associées à ces vibrations collectives des deux molécules soient telles qu'elles correspondent à des transitions entre deux niveaux d'énergie électronique des molécules. Un phénomène de résonance se produit et un transfert d'énergie en découle entre les deux chromophores.

Distributions de probabilités quantiques négatives
Or, si le processus était purement classique, les mouvements et les positions des atomes dans les chromophores seraient toujours décrits par des distributions de probabilités positives. Alexandra Olaya-Castro et Edward O'Reilly ont découvert qu'il fallait employer des distributions négatives. C'est une signature indiscutable de l'occurrence de processus quantiques. Mieux, il s'agit dans le cas présent de la manifestation d'une superposition d'états quantiques à température ambiante assistant un transfert cohérent d'énergie. On retrouve ces vibrations collectives de macromolécules dans d'autres processus biologiques comme le transfert d'électrons dans les centres de réaction des systèmes photosynthétiques, le changement de structure d'un chromophore lors de l'absorption de photons (comme dans les phénomènes associés à la vision). Selon les chercheurs, il est donc plausible que des phénomènes quantiques assistant des processus biologiques que l'on croyait classiques soient assez répandus. Si tel est le cas, on peut s'attendre à découvrir d'autres manifestations hautement non triviales de la mécanique quantique en biologie. Cela n'aurait certainement pas surpris Werner Heisenberg, et encore moins Niels Bohr qui, il y a déjà plus de 60 ans, prédisaient que l'on pourrait bien rencontrer des limites de la physique classique avec les systèmes vivants.

Auteur: Internet

Info: https://www.futura-sciences.com/. Laurent Sacco. 20- 01-2014

[ biophysique ]

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 ]