mercredi 23 août 2023

D'autres façons de décrire l'univers


Voilà,

sur un site de vulgarisation scientifique, cet article auquel je repense très souvent, a retenu mon attention. Il révèle évidemment l’aspect le plus séduisant de la nature humaine, celui de se poser des questions étranges. Je le livre tel quel parce que j’ai tenu à le garder.

"Je me suis toujours demandé, si nous rencontrions une race extraterrestre intelligente, auraient-ils découvert les mêmes lois physiques que nous, ou pourraient-ils décrire l’univers d’une manière différente ?", s’interroge Hod Lipson, l’un des scientifiques ayant mené ces recherches, dans un communiqué de Columbia University. C’est un peu avec cette idée en tête qu’une équipe d’ingénieurs a conçu un programme basé sur l’apprentissage automatique destiné à l’observation de phénomènes physiques. Les résultats des recherches ont été publiés dans la revue Nature Computational Science le 25 juillet 2022.

En effet, comme le rappellent les scientifiques, l’observation et la compréhension des variables ont toujours précédé les grandes théories physiques. "Pendant des millénaires, les gens connaissaient les objets se déplaçant rapidement ou lentement, mais ce n’est que lorsque la notion de vitesse et d’accélération a été formellement quantifiée que Newton a pu aboutir à sa célèbre loi du mouvement F = MA", note par exemple Hod Lipson. Il est donc tout à fait plausible de supposer que des phénomènes physiques peuvent encore nous demeurer inaccessibles simplement parce que nous n’avons pas encore compris leurs règles de fonctionnement. "Quelles autres lois manquons-nous simplement parce que nous n’avons pas les variables ? ", résume ainsi Qiang Du, qui a codirigé les travaux.

Afin de mener leur expérience à bien, les scientifiques ont donc d’abord "nourri" leur programme avec des vidéos brutes de phénomènes déjà bien identifiés. Par exemple, ils lui ont proposé une vidéo d’un double pendule oscillant, qui est connu pour avoir exactement quatre "variables d’état" — l’angle et la vitesse angulaire de chacun des deux bras. L’algorithme qu’ils ont utilisé est spécialement conçu pour observer des phénomènes physiques via ce type de vidéo, et pour en " rechercher l’ensemble minimal de variables fondamentales qui décrivent pleinement la dynamique observée".

Il lui a fallu quelques heures d’analyses pour produire une réponse à la question " par combien de variables ce phénomène peut-il être décrit ?" : 4.7. "Nous estimions que cette réponse était assez proche, d’autant plus que l’IA avait seulement accès à des séquences vidéo brutes, sans aucune connaissance de la physique ou de la géométrie. Mais nous voulions savoir quelles étaient réellement les variables, pas seulement leur nombre", décrit Hod Lipson. C’est là que les choses se sont compliquées pour les chercheurs. En effet, les quatre variables identifiées par le programme ne semblaient correspondre à rien de connu. Seules deux d’entre elles pouvaient vaguement correspondre à l’angle des bras. "Nous avons essayé de corréler les autres variables avec tout ce à quoi nous pouvions penser : les vitesses angulaires et linéaires, l’énergie cinétique et potentielle, et diverses combinaisons de quantités connues. Mais rien ne semblait correspondre parfaitement », explique Boyuan Chen. L’équipe était pourtant convaincue que le programme avait trouvé un ensemble valide de quatre variables, car elle avait fait la preuve que ses prédictions étaient bonnes. Ils en sont donc arrivés à une conclusion : ils n’étaient simplement pas en mesure de comprendre le  "langage mathématique" utilisé par leur création.

Ils ont ensuite poursuivi l’expérience en validant un certain nombre de systèmes physiques qu’ils connaissaient, puis en alimentant l’IA avec des vidéos dont ils ne connaissaient pas les "réponses" exactes. Un danseur-des-vents devant un parking de voitures d’occasion, pour lequel le programme a trouvé 8 variables, une lampe à lave, qui a aussi produit 8 variables, et un feu de cheminée, qui a renvoyé 24 variables. Reste donc à savoir à quoi correspondent exactement ces variables. Pourraient-elles être les indices de nouveaux principes de physique ?

"Peut-être que certains phénomènes semblent énigmatiquement complexes parce que nous essayons de les comprendre en utilisant le mauvais ensemble de variables. Dans les expériences, le nombre de variables était le même à chaque redémarrage de l’IA, mais les variables spécifiques étaient différentes à chaque fois. Alors oui, il existe d’autres façons de décrire l’univers et il est tout à fait possible que nos choix ne soient pas parfaits", affirment les scientifiques.

Dans cette image du Musée des sciences prise depuis le parc de La Villette, je vois à la fois une fraction du ciel et, dans son reflet, une plus grande étendue de ce dernier sur une surface moindre. C'est à dire que je vois en même temps deux fois la même chose de façon différente. Ce genre de situation me fascine depuis mon enfance et continue de m'étonner. 

Je crois que je fais des photos parce qu'au fond je n'ai jamais cessé de douter de la réalité qu'il m'était donné de voir, ou peut-être simplement parce que j'ai toujours espéré que la photo me donnerait en fait à voir quelque chose d'invisible.

shared with thankful thursdaylittle things thursday - skywatch friday - weekend street/reflection - my sunday snapshot - my sunday best

17 commentaires:

  1. The sky in that sphere is stunning

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  2. Lots to think about... I will re-read this after some contemplations.

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  3. Awesome sky shot creation ~ Wow!


    Wishing you good health, laughter and love in your days,
    A ShutterBug Explores,
    aka (A Creative Harbor)

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  4. The giant reflecting ball is amazing, and you've given me much to think about!

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  5. A beautiful shot with the sky reflected. Thank you for linking up.

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  6. So funny, we were talking about seeing through cracks in reality last night! It's a fabulous photo. I've never been to parc Villette though one of the kids installations came here and my kids adored it! #Skywatch

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  7. A stunning catpure indeed. It was a pleasure, when you like to share this at MosaicMonday too.

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  8. Much to think about. Thank you! Aloha

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  9. It's a great photo, the thesis is fascinating but my brain was not keeping up.

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  10. I am going to chew on these thought provoking words for quite a while.

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  11. J'aime beaucoup cette photo ! (L'univers surréaliste).
    À la fin les chercheurs n'étaient pas capables de comprendre le « langage mathématique » utilisé par leur création.
    C'est seulement Dieu qui connaît tout.

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  12. Oooo thats so beautiful! Thanks for sharing and for linking up with #MySundaySnapshot.

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  13. Thanks for taking part in the "My Sunday Best" meme.
    A captivating image. I am fascinated by the certainty that there is life out there in the universe and that life may be so distinctly different and yet so similar to life on our planet. In terms of how those aliens may experience the physical world, then that may be quite a revelation for us, should we meet intelligent beings from another time and place. I explore such ideas on my instagram account: @nicvard

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