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L'univers millefeuille

Le cosmos, la biosphère et la société s’auto-organisent

Collection: SPOT Sciences
september 2022
Paper book
140 x 210 format 342 pages
Presale: available from 29/09/2022.
22,00 €
eBook [PDF]
Presale: available from 29/09/2022.
14,99 €
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Presentation

Partout, la nature fabrique le complexe à partir du simple :• la condensation de la matière classique à partir des particules quantiques ;• la formation de toutes les structures cosmiques depuis un simple gaz issu du Big Bang ;• l’apparition de la vie à partir du minéral ;• l’émergence de la conscience chez l’homme préhistorique ;• le développement d’Internet autour de la planète, sans organe de direction ni chef d’orchestre.Comment est-ce possible ? Difficile d’y répondre par la physique classique ou quantique qui, par nature, décrivent des systèmes élémentaires ou bien d’autres plus complexes, mais désossés et dénaturés en laboratoire.Heureusement, de nouvelles méthodes permettent d’appréhender cette complexité par les idées d’émergence et d’auto-organisation. Elles nous révèlent un monde fait de multiples strates entre lesquelles tout se joue.Un voyage vertigineux vous est proposé à travers cet Univers millefeuille.

Resume

Préface......................................................................................... 9

Prologue....................................................................................... 13

Partie 1 - Affiner notre vision du monde

1. Un périple dans les échelles..................................................... 19

L’Univers fractal........................................................................ 19

Pour comprendre la notion d’échelle, affranchissons-nous de l’anthropocentrisme.............................................................. 23

Attention, les échelles changent................................................. 26

Les structures complexes naissent des interactions entre différentes échelles........................................................... 28

2. Pourquoi la physique peine-t-elle à expliquer les phénomènes complexes ?........................................................ 31

Le mythe pythagoricien............................................................. 32

Le mythe newtonien.................................................................. 35

Un biais de sélection dans la connaissance.................................. 38

Émergence et réductionnisme..................................................... 41

Aucune théorie n’est valide à toutes les échelles........................... 46

L’incertitude s’est invitée en force dans les sciences...................... 50

Une vision moderne des lois de la nature..................................... 58

Remettre le hasard à la place qu’il mérite..................................... 60

3. Les deux moteurs de l’Univers : l’entropie et l’expansion........... 65

Plus que l’énergie, c’est l’entropie qui anime l’Univers.................... 66

Le ruissellement de l’entropie anime toutes les structures.............. 72

Une vision élargie de l’entropie : l’information.............................. 76

D’où vient la faible entropie initiale du Big Bang ?........................ 79

Où s’échappe l’entropie du cosmos ?............................................ 82

Le « quatrième principe de la thermodynamique » dans le marc de café................................................................. 84

Partie 2 - La nature fabrique le complexe à partir du simple

4. Comment émerge la complexité ?.............................................. 93

L’émergence à partir de rien (ou presque).................................... 93

L’énergie ne travaille que sous contrainte.................................... 97

Le hasard est contraint par les lois de la nature............................ 99

Le hasard est aussi sujet aux contraintes qu’il crée lui-même.......... 103

La causalité descendante........................................................... 108

Le millefeuille hiérarchisé.......................................................... 115

Chaque niveau du millefeuille forge ses propres lois...................... 120

5. À la frontière entre l’ordre et le chaos...................................... 123

La complexité se développe à la marge........................................ 124

Les systèmes auto-organisés maintenus loin de l’équilibre.............. 128

Les attracteurs peuvent extraire de l’ordre du chaos...................... 132

Des exemples dans toutes les strates du millefeuille...................... 135

Les états critiques auto-organisés............................................... 142

Les systèmes complexes adaptatifs.............................................. 148

6. Les transitions de phase et les brisures de symétrie.................. 157

Le concept est né en physique.................................................... 157

Notre histoire est ponctuée de transitions de phase...................... 161

Les transitions de phase provoquent des brisures de symétrie......... 167

7. L’échappement dans le possible adjacent.................................. 173

Un principe de portée universelle................................................ 174

Deux propriétés importantes....................................................... 176

Deux exemples dans le monde minéral......................................... 177

L’échappement dans le possible adjacent est au coeur de l’évolution naturelle.............................................................. 179

Quelques exemples dans l’histoire du vivant................................. 182

Des exemples dans la société...................................................... 184

Le possible adjacent et la physique............................................. 187

8. Le monde s’organise comme une combinatoire.......................... 191

La complexité du monde vient de la simplicité de ses ingrédients..................................................................... 191

Premier Lego : les particules...................................................... 197

Deuxième Lego : les atomes....................................................... 199

Troisième Lego : les molécules.................................................... 200

Quatrième Lego : les macromolécules........................................... 203

Le quatrième Lego se sophistique avec la catalyse et fait apparaître la vie............................................................. 206

La catalyse est une notion universelle......................................... 209

L’auto-assemblage des êtres vivants............................................ 213

De nouveaux Lego apparaissent dans les plus grandes échelles........ 219

Et Dieu dans tout cela ?............................................................. 222

9. La martingale de la sélection darwinienne................................. 225

La martingale est-elle systématiquement gagnante ?...................... 226

La sélection naturelle crée le plus improbable pourvu qu’elle en ait le temps............................................................... 229

L’évolution darwinienne suit-elle une finalité ?............................. 232

La sélection naturelle existe-t-elle en dehors du domaine du vivant ?............................................................. 234

La sélection naturelle s’est-elle arrêtée chez l’Homme ?.................. 240

Partie 3 - Nouvelles interprétations et indications sur le futur

10. Un éclairage sur la question quantique................................... 247

La mécanique quantique dévoile une couche fondamentale du millefeuille.......................................................................... 247

La question quantique............................................................... 252

Le problème de la mesure, un caillou dans la chaussure................. 253

La décohérence permet de mieux comprendre les contradictions...... 256

Le chat de Schrödinger peut craindre la mort, mais non la superposition quantique........................................... 257

La renormalisation, une procédure licite...................................... 261

L’émergence de l’espace-temps et des lois.................................... 263

11. La transition de phase d’Internet............................................ 267

Une origine très simple, un développement très complexe.............. 267

La confrontation des échelles..................................................... 271

Causalités montante et descendante............................................ 273

Des possibles adjacents s’ouvrent à l’infini................................... 274

Internet présente les caractéristiques d’une transition de phase...... 277

Internet s’auto-organise entre le chaos et l’ordre.......................... 279

Une entropie coûteuse............................................................... 286

Internet, un gigantesque catalyseur............................................. 290

12. Qu’attendre du futur ?............................................................ 293

Le futur de l’Univers, du Système solaire et de la Terre.................. 294

Le futur de la science................................................................ 297

La science et l’intelligence artificielle.......................................... 303

Le futur de la société................................................................ 307

Remerciements............................................................................... 315

Bibliographie................................................................................. 317

Lexique........................................................................................ 319

Index .......................................................................................... 337

Compléments

Characteristics

Language(s): French

Audience(s): General pubic, Extended public

Publisher: EDP Sciences

Collection: SPOT Sciences

Published: 29 september 2022

EAN13 Paper book: 9782759827497

EAN13 eBook [PDF]: 9782759827503

Interior: Black & white

Format (in mm) Paper book: 140 x 210

Pages count Paper book: 342

Size: 2,4 Mo (PDF)

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