L'univers millefeuille , livre ebook

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.Préface......................................................................................... 9Prologue....................................................................................... 13Partie 1 - Affiner notre vision du monde1. Un périple dans les échelles..................................................... 19L’Univers fractal........................................................................ 19Pour comprendre la notion d’échelle, affranchissons-nous de l’anthropocentrisme.............................................................. 23Attention, les échelles changent................................................. 26Les structures complexes naissent des interactions entre différentes échelles........................................................... 282. Pourquoi la physique peine-t-elle à expliquer les phénomènes complexes ?........................................................ 31Le mythe pythagoricien............................................................. 32Le mythe newtonien.................................................................. 35Un biais de sélection dans la connaissance.................................. 38Émergence et réductionnisme..................................................... 41Aucune théorie n’est valide à toutes les échelles........................... 46L’incertitude s’est invitée en force dans les sciences...................... 50Une vision moderne des lois de la nature..................................... 58Remettre le hasard à la place qu’il mérite..................................... 603. Les deux moteurs de l’Univers : l’entropie et l’expansion........... 65Plus que l’énergie, c’est l’entropie qui anime l’Univers.................... 66Le ruissellement de l’entropie anime toutes les structures.............. 72Une vision élargie de l’entropie : l’information.............................. 76D’où vient la faible entropie initiale du Big Bang ?........................ 79Où s’échappe l’entropie du cosmos ?............................................ 82Le « quatrième principe de la thermodynamique » dans le marc de café................................................................. 84Partie 2 - La nature fabrique le complexe à partir du simple4. Comment émerge la complexité ?.............................................. 93L’émergence à partir de rien (ou presque).................................... 93L’énergie ne travaille que sous contrainte.................................... 97Le hasard est contraint par les lois de la nature............................ 99Le hasard est aussi sujet aux contraintes qu’il crée lui-même.......... 103La causalité descendante........................................................... 108Le millefeuille hiérarchisé.......................................................... 115Chaque niveau du millefeuille forge ses propres lois...................... 1205. À la frontière entre l’ordre et le chaos...................................... 123La complexité se développe à la marge........................................ 124Les systèmes auto-organisés maintenus loin de l’équilibre.............. 128Les attracteurs peuvent extraire de l’ordre du chaos...................... 132Des exemples dans toutes les strates du millefeuille...................... 135Les états critiques auto-organisés............................................... 142Les systèmes complexes adaptatifs.............................................. 1486. Les transitions de phase et les brisures de symétrie.................. 157Le concept est né en physique.................................................... 157Notre histoire est ponctuée de transitions de phase...................... 161Les transitions de phase provoquent des brisures de symétrie......... 1677. L’échappement dans le possible adjacent.................................. 173Un principe de portée universelle................................................ 174Deux propriétés importantes....................................................... 176Deux exemples dans le monde minéral......................................... 177L’échappement dans le possible adjacent est au coeur de l’évolution naturelle.............................................................. 179Quelques exemples dans l’histoire du vivant................................. 182Des exemples dans la société...................................................... 184Le possible adjacent et la physique............................................. 1878. Le monde s’organise comme une combinatoire.......................... 191La complexité du monde vient de la simplicité de ses ingrédients..................................................................... 191Premier Lego : les particules...................................................... 197Deuxième Lego : les atomes....................................................... 199Troisième Lego : les molécules.................................................... 200Quatrième Lego : les macromolécules........................................... 203Le quatrième Lego se sophistique avec la catalyse et fait apparaître la vie............................................................. 206La catalyse est une notion universelle......................................... 209L’auto-assemblage des êtres vivants............................................ 213De nouveaux Lego apparaissent dans les plus grandes échelles........ 219Et Dieu dans tout cela ?............................................................. 2229. La martingale de la sélection darwinienne................................. 225La martingale est-elle systématiquement gagnante ?...................... 226La sélection naturelle crée le plus improbable pourvu qu’elle en ait le temps............................................................... 229L’évolution darwinienne suit-elle une finalité ?............................. 232La sélection naturelle existe-t-elle en dehors du domaine du vivant ?............................................................. 234La sélection naturelle s’est-elle arrêtée chez l’Homme ?.................. 240Partie 3 - Nouvelles interprétations et indications sur le futur10. Un éclairage sur la question quantique................................... 247La mécanique quantique dévoile une couche fondamentale du millefeuille.......................................................................... 247La question quantique............................................................... 252Le problème de la mesure, un caillou dans la chaussure................. 253La décohérence permet de mieux comprendre les contradictions...... 256Le chat de Schrödinger peut craindre la mort, mais non la superposition quantique........................................... 257La renormalisation, une procédure licite...................................... 261L’émergence de l’espace-temps et des lois.................................... 26311. La transition de phase d’Internet............................................ 267Une origine très simple, un développement très complexe.............. 267La confrontation des échelles..................................................... 271Causalités montante et descendante............................................ 273Des possibles adjacents s’ouvrent à l’infini................................... 274Internet présente les caractéristiques d’une transition de phase...... 277Internet s’auto-organise entre le chaos et l’ordre.......................... 279Une entropie coûteuse............................................................... 286Internet, un gigantesque catalyseur............................................. 29012. Qu’attendre du futur ?............................................................ 293Le futur de l’Univers, du Système solaire et de la Terre.................. 294Le futur de la science................................................................ 297La science et l’intelligence artificielle.......................................... 303Le futur de la société................................................................ 307Remerciements............................................................................... 315Bibliographie................................................................................. 317Lexique........................................................................................ 319Index .......................................................................................... 337