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La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

  1. invite6754323456711
    Invité

    La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonsoir,

    Un article présentant un lien entre théorie de l'information et la physique


    Avec Brillouin ce n’est donc pas seulement la théorie de l’information qui rejoint la physique, mais bien plutôt toute la physique qui en vient à s’exprimer en termes d’information. L’information devient un terme physique au moment où toute la physique se révèle affaire d’information.
    Patrick

    -----

     


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  2. invite10421055

    Date d'inscription
    février 2011
    Messages
    1 197

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour,

    C'est très séduisant comme idée, du fait du potentiel unificateur du concept d'information.
    Si tout était Information : Information/structure pour la matière,
    Information/circulante pour l'énergie, Information/computante pour le monde biologique, on serait proche d'une épistémologie commune, centrée sur la notion d'information, et qui éliminerait du même coup,
    les vieux débats sur la nature de la conscience, les vieilles oppositions entre matière et esprit, etc...
    Si tout est "Information", il n'y a dés lors plus d'opposition entre le matériel et le spirituel.
    Ce serait en soi, une véritable révolution épistémologique, où fusionnerait le matérialisme, et l'idéalisme, dans une forme de Holisme Informationnel.
    Un autre avantage de cette approche, et qu'elle relativise, elle ramène toute connaissance sensible, à la notion relativisante d'observateur.
    L'information est toujours, ce que l'observateur perçoit, ou peu percevoir.
    Du coup la physique perd son statut de science objective, pour devenir une science par nature inter-subjective.
    C'est une approche qui fait perdre du terrain, à la notion de réalisme.
    La séparation entre le virtuel, et le réel s'estompent car tout a la même nature, qui est d'être "Information".
    L'autre problème à résoudre concernant cette approche, et le fondement de la flèche du temps.
    Car si la notion d'entropie, trouve un corrélat en terme d'Information, elle introduit également la notion de flèche du temps.
    Or, si tout est "information", comment trouver un fondement, à la notion de flèche du temps ?
    Ce fondement ne pouvant plut être "réaliste", il reste un constat, qui ne peut prétendre aller plus loin que les apparences. On constate que...Et on modélise ce qu'on constate.
    La question de savoir s'il existe un fondement absolu, réaliste, à la flèche du temps, perds tout son sens. La flèche de temps ne pouvant prétendre à être plus qu'une apparence.
    La physique issue du paradigme Informationnelle gagne donc en cohérence, et gomme certains paradoxes épistémologiques, tout en reléguant la physique dans un rôle plus modeste, de modélisation des perceptions, plutôt que découverte d'une réalité absolue, et objective.
    La physique ne prétend plus décrire le réel, mais modélise les relations que nous avons au sein d'un océan d'informations, dont la nature absolue reste insaisissable.

    Cordialement,
    Dernière modification par Ouroboros ; 05/04/2011 à 12h04.
     

  3. invite6754323456711
    Invité

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Ouroboros Voir le message
    L'autre problème à résoudre concernant cette approche, et le fondement de la flèche du temps.
    Pour moi, la flèche du temps concerne l'évolution d'un processus physique et de ce fait c'est un parallèle de la notion d'entropie.

    La distinction proposé par E.Klein entre flèche du temps et cours du temps me semble pertinente.

    Patrick
     

  4. invite10421055

    Date d'inscription
    février 2011
    Messages
    1 197

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour,

    Je pense qu'exprimer la physique en termes d'information équivaut à substituer la notion de phénomène à la notion de réalité.
    Tout phénomène implique une relation entre l'observateur et l'observé.

    Cordialement
     

  5. Xoxopixo

    Date d'inscription
    octobre 2010
    Messages
    5 157

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Ouroboros
    L'autre problème à résoudre concernant cette approche, et le fondement de la flèche du temps.
    Car si la notion d'entropie, trouve un corrélat en terme d'Information, elle introduit également la notion de flèche du temps.
    Tout à fait,
    c'est d'ailleurs la remarque suplementaire, que j'ai éviter de faire concernant un autre Post sur l'entropie. Pour la moderation.

    Citation Envoyé par ù100fil
    Pour moi, la flèche du temps concerne l'évolution d'un processus physique et de ce fait c'est un parallèle de la notion d'entropie.
    La distinction proposé par E.Klein entre flèche du temps et cours du temps me semble pertinente.
    Donc, pour te répondre, je reprend l'ennoncé précedent de cet autre fil.
    Citation Envoyé par Xoxopixo
    Si on y regarde bien, l'Entropie positive est ce que l'on ne sait pas mesurer.
    Une entropie négative est ce qui est mesurable. Une organisation.
    En terme d'energie nous savons en effet qu'il y a invariance pour un systeme clos. Qu'une energie soit perdue-transformée, et se retrouve sous une forme organisée ne parait-elle pas pure abstraction ?

    C'est un peu le débat sur ce que signifie une Information.
    En se referant, bien entendu à la notion d'Atome, concernant cette mesure. Puisque [l'entropie / information] ne se refere qu'à une notion de probabilité statistique. Pour des Atomes stables, il va sans dire.

    On sait mesurer des propriétés atomiques, jusqu'à un certain point.
    Je vous laisse évaluer la pertinence et l'adéquation de ces remarques en faisant le parallele avec le Temps.
     


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  6. invite6754323456711
    Invité

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonsoir,

    J'ai extrait des passages pour essayer de bien préciser la constitution de la notion scientifique d’information. La définition initiale de quantité d'information semble être dû à Hartley

    Soit n le nombre de symboles sélectionnés et s le nombre de symboles disponibles, la quantité d’information (H, pour Hartley) s’exprime alors simplement : H = n log s
    Ainsi, si nous disposons de deux symboles élémentaires (0 et 1) et que nous choisissons de transmettre un message formé d’un seul symbole, la quantité d’information vaut 1. L’unité d’information représente le choix élémentaire entre deux symboles équiprobables et indépendants. Le jet d’une pièce de monnaie équilibrée est un exemple d’une source produisant 1 bit d’information par lancer.

    A la différence de Nyquist, la formule de Hartley est donc faite pour s’appliquer à n’importe quel système de transmission, le but avéré étant de fournir une unité de mesure universelle.

    Il est désormais facile de repérer ce qui distingue les travaux de Shannon et Wiener des travaux des années 1920 et 1930. Shannon et Wiener innovent non en proposant une définition mathématique de l’information – celle-ci existe déjà chez Hartley –, mais en fournissant une solution rigoureuse au problème du codage des messages (Shannon) et à celui du filtrage et de la prédiction des signaux (Wiener). Ces travaux impliquent en retour une extension (et une sophistication) considérable de la définition de la quantité d’information ;

    Shannon prend pour point de départ le principe posé par Hartley : la quantité d’information doit être fonction de la quantité de choix opérés par l’émetteur dans la construction du message.

    Plus il y a de messages disponibles entre lesquels choisir, plus l’incertitude pesant sur le message choisi du point de vue du destinataire sera élevée, et plus l’information acquise à la réception du message sera importante. Autrement dit, il y a plus d’information dans un message hautement improbable que dans un message dont le contenu est entièrement prévisible. A la limite, si je n’ai qu’un seul message à transmettre, alors il n’existe aucune indétermination à la réception, la quantité d’information est nulle et l’opération de communication elle-même superflue.
    Shannon généralise alors les définitions de Nyquist et Hartley en retenant la somme du logarithme des probabilités d’apparition des différents symboles comme expression de la quantité d’information: information : H = – k Σpi log2 pi

    La définition de Shannon laisse totalement de côté le fait de savoir si l’information transmise est ou non signifiante. Information et signification sont du point de vue de la théorie de Shannon deux concepts disjoints. Un message signifiant ne possède pas nécessairement une quantité d’information plus grande qu’un message dénué de sens.
    La quantité d’information est toujours chez Shannon la quantité d’information d’une source de messages, définie par son ensemble de probabilités, et non la quantité d’information d’un message individuel. Un message ne possède pas de quantité d’information si ce n’est celle qu’il partage avec l’ensemble des autres messages produits par la même source. Cette limitation est plus fondamentale que le soi-disant oubli de la signification.

    Le travail de Wiener quant à lui se présente explicitement sous la forme d’une synthèse entre théorie statistique et ingénierie des communications. La théorie des probabilités est introduite d’une toute autre manière chez Wiener que chez Shannon, puisque Wiener opère systématiquement le lien entre théorie des probabilités et théorie physique. Le travail de Wiener conduit à situer d’emblée le traitement du signal dans un univers plus vaste, celui de la physique statistique et de son hypothèse ergodique, celui des phénomènes de fluctuations aléatoires comme le mouvement brownien. Information et probabilité s’ancrent naturellement dans le champ de la physique. Il y a de l’information (et de la probabilité) parce que nous habitons un univers irréversible et intrinsèquement marqué par les phénomènes aléatoires.

    La cybernétique ne s’est pas contentée d’une formule, elle a aussi voulu savoir ce que l’information voulait dire, question motivée en grande partie par la construction de son programme interdisciplinaire. mathématique et la notion intuitive. Loin de considérer la définition mathématique comme une manière de circonscrire une fois pour toutes la notion intuitive, la cybernétique s’est au contraire servie de la définition mathématique comme d’un tremplin pour atteindre en l’information une réalité physique dernière. Le développement de ce discours visant à construire une interprétation physicaliste de l’information constitue l’un des traits les plus marquants de la cybernétique, qui la distingue à coup sûr des approches majoritaires de l’information réduite à un pur agencement de symboles.


    Citation Envoyé par Xoxopixo Voir le message

    Puisque [l'entropie / information] ne se refere qu'à une notion de probabilité statistique. Pour des Atomes stables, il va sans dire.
    L'article met en avant les divergences qui se rapportent, pour partie, à la manière d’interpréter l’usage des probabilités dans la définition de la quantité d’information.

    Une formule univoque pour des interprétations opposées.

    Un même ensemble de calcul peut être conçu pour représenter soit les règles régissant les degrés de croyance (interprétation épistémique) soit le comportement à long terme des fréquences relatives dans une suite (interprétation fréquentiste)... Le concept d’information présente cette propriété intéressante de se situer juste sur la ligne de tension entre interprétation fréquentiste et interprétation épistémique.

    Qu’est-ce que de l’information, sinon une mesure de la façon dont notre connaissance peut être augmentée à la réception d’un message ?

    Patrick
     

  7. invite10421055

    Date d'inscription
    février 2011
    Messages
    1 197

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour,

    Un autre aspect intéressant du concept d'information, vient de la cosmologie, avec la théorie de Léonard Susskind, et son principe holographique, qui postule un principe de conservation de l'information.

    Ainsi toute l'information contenue dans les corps absorbés par un trou noir, serait conservée, à la surface et codée en 2 dimensions comme un hologramme.

    Tout se passe, en fait, comme si nous nous trouvions au centre d'un trou noir inversé, qui vomit les objets plutôt que de les attirer en son sein. Des travaux récents indiquent, par ailleurs, que les propriétés de l'horizon cosmologique seraient similaires à celles de l'horizon des trous noirs (Léonard Susskind)
    Cordialement
     

  8. invite6754323456711
    Invité

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Ouroboros Voir le message

    Un autre aspect intéressant du concept d'information, vient de la cosmologie, avec la théorie de Léonard Susskind, et son principe holographique, qui postule un principe de conservation de l'information.
    Dans les Télécom un critère de performance est l'énergie moyenne par bit (unité Joules/bit) ou l'énergie moyenne par symbole (Unité Joules/symbole). Énergie, information et Entropie semble être des concepts qui nécessitent encore des évolutions dans une compréhension plus approfondi.

    Patrick
     

  9. iope

    Date d'inscription
    juin 2010
    Messages
    21

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour j'ai un peu de mal a suivre avec que mon bac sciences , mais aime tjrs bcp la physique . Je vais lire en entier (arret a la pp 10 / 24) , et puis relire pour avancer un peu .
    Cependant j'ai vu anciennement que : "l'irreversiblité découle du trop grand nombre d'atomes ,qu'on ne peut descrire " et je m'y perds parce que j'avais retenu que l'entropie ce n'etait pas un probleme d'informations , mais de chaleur qui se dissipe dans tout phenomene physique , les rendant donc irreversible ....? La chaleur serait de l'information ? ouh la la c'est
     

  10. Paul Crion

    Date d'inscription
    novembre 2010
    Messages
    66

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour,
    la lecture de l'article est très éclairante sur le rapport Wiener/Brillouin.
    Les probabilités sont au coeur du débat comme pour la théorie quantique. La notion d'information est liée aus probabilités. Comment relier les probabilité à des concepts physiques et "objectifs" comme l'énergie. Ainsi peut-on quantifier la signification et si oui comment ? Il me semble que les approches de Fredkin, Wolfram, Margolus...etc proposent avec l'informatique un lien entre information et physique. Les questions de calculabilité (au sens mathématique) du monde physique sont aussi source de nombreux débats. Oui, il faut clarifier les liens entre information/probabilité/mesure/énergie/calculabilité... peut être que ces liens proposeront une nouvelle trame pour le voile qui recouvre le réel.
    Cordialement.
    N.B: Le livre de Delahaye cité dans l'article est très instructif sur le sujet.
    Paul Crion.
     

  11. Paul Crion

    Date d'inscription
    novembre 2010
    Messages
    66

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Ouroboros Voir le message
    La physique ne prétend plus décrire le réel, mais modélise les relations que nous avons au sein d'un océan d'informations, dont la nature absolue reste insaisissable.
    Iy avait un espace absolu et un temps absolu qui se sont fondus dans l'espace temps de la relativité, il y avait le monde et l'observateur et ces deux concepts sont liés dans la realtivité et la théorie quantique...avec l'information on retrouve des relations entre les structures et la recherche d'une quantification de ces relations c'est à dire de la signification d'un signal c'est un problème immense mais qui peut être abordé par petits bouts en utilisant l'informatique...oui, Ouroboros a raison, il n'y a pas d'information absolue, il n'y a que des relations à traduire en termes quantifiables...Brillouin a commencé et l'histoire continue...vaste programme.
    Cordialement.
    Dernière modification par JPL ; 01/05/2011 à 17h58. Motif: Correction de balise
    Paul Crion.
     

  12. Xoxopixo

    Date d'inscription
    octobre 2010
    Messages
    5 157

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Bonjour,

    Citation Envoyé par Ouroboros
    Un autre aspect intéressant du concept d'information, vient de la cosmologie, avec la théorie de Léonard Susskind, et son principe holographique, qui postule un principe de conservation de l'information.
    Tres interessant, Merci.

    L'information est primordiale dans le domaine de la physique puisque reliée au concept d'observateur.
    D'ou l'importance des Relations d'Incertitude d'Heisenberg.
    Celles-ci stipulent l'impossibilité d'observer avec précision .

    Pour être précis et c'est ce que recherche la physique, on tient compte de ce principe.
    Mais ceci ne nous dit pas qu'il ne pourrait y avoir une réalité en dehors de cette information.
    L'information liée au changement n'est pas toujours accessible.

    Par exemple:
    L'effet stroboscopique.
    The WOrld of Physics
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Stroboscope

    L'objet apparait à l'observateur, mais l'information visuelle n'est pas complete. Une partie de celle-ci disparait.

    Si l'objet en rotation tourne tres vite mais n'a pas le temps (ou l'occasion dans le cas du strobocope) d'emmetre un photon.
    Une rotation complete de l'objet peut passer inaperçu, voir plusieurs tours si l'objet tourne vraiment tres vite.
    Un objet qui tourne tres vite, de maniere réguliere, peut aussi fournir plusieurs images de lui-même.
     

  13. stefjm

    Date d'inscription
    avril 2008
    Localisation
    Zut! C'est pas homogène! Ben t'as qu'à mélanger...
    Messages
    13 026

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Xoxopixo Voir le message
    Si l'objet en rotation tourne tres vite mais n'a pas le temps (ou l'occasion dans le cas du strobocope) d'emmetre un photon.
    Une rotation complete de l'objet peut passer inaperçu, voir plusieurs tours si l'objet tourne vraiment tres vite.
    Un objet qui tourne tres vite, de maniere réguliere, peut aussi fournir plusieurs images de lui-même.
    Fréquence de de Broglie?
    Moi ignare et moi pas comprendre langage avec «hasard», «réalité» et «existe».
     

  14. Xoxopixo

    Date d'inscription
    octobre 2010
    Messages
    5 157

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Citation Envoyé par Stefjm
    Effectivement, je ne comptais pas aller jusque là, c'etait plus par principe concernant l'observation que je proposais l'exemple du Stroboscope.

    Citation Envoyé par Wikipedia
    Étude du modèle quantique de l'atome
    Louis de Broglie rappelle le modèle de l'atome d'hydrogène avancé par Niels Bohr, permettant de calculer les orbites stables de l'électron autour du proton. L'énoncé en a été amélioré par Arnold Sommerfeld et Wilson, puis Einstein en 1917 « a donné à la condition de quantification une forme invariante par rapport aux changements de coordonnées » utilisant l'intégrale du principe de moindre action telle qu'avancée plus haut dans la thèse. Utilisant alors l'égalité supposée avec le principe de Fermat pour l'onde de phase de l'électron, de Broglie montre que les orbites stables sont celles dont la longueur L vérifie L=n.λ , où λ = la longueur d'onde de l'onde de phase et n appartient aux entiers naturels pour qu'il y ait résonance, et retrouve ainsi la formule de Bohr.
    Puis, il discute du caractère approximatif de ces conditions mathématiques par rapport à la réalité physique où interviennent la dimension de l'électron et le temps de libration nécessaire à la stabilisation de l'orbite.
    Enfin, il traite l'ensemble proton-électron vis-à-vis de leur centre de gravité et examine alors la géométrie des orbites, à l'aide de leurs ondes de phase.
    http://fr.wikipedia.org/wiki/Hypoth%..._de_de_Broglie

    Mais il est vrai que la Longueur d'onde de phase de l'electron est troublante si on compare ceci à un effet stroboscopique.
    C'est peut-être un peu rapide comme analogie, non ?
     

  15. skept

    Date d'inscription
    mars 2011
    Messages
    792

    Re : La physique vient-elle à s'exprimer en termes d'information ?

    Voir aussi le "it from bit" de Wheeler (cf cet article d'hommage au physicien par trois de ses disciples, paru dans Physics Today en 2009, pdf anglais).
     


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