L'entropie et l'auto organisation : Une raison à la vie ?

[Pierre de Québec]

Dans un fil de discussion sur la philosophie, la question suivante est posée : À quoi ça sert de vivre ? Avant même d’avoir lu le premier post, je donnais intuitivement deux sens à la question. D’abord, s’agissait-il d’une question sur la raison de vivre de l’Homme ? Ou peut-être la question était-elle plus orientée sur le but de la vie dans l’univers sans arrière pensée anthropocentrique.

Manifestement, le premier sens à la question était celui que l’auteur du post avait privilégié. La suggestion de réponse de l’auteur à sa propre question était l’Amour. Pour moi, cette réponse est valable dans un contexte très humain, anthropocentrique. Mais, dans une approche plus scientifique, le concept de l’amour n’est pas satisfaisant mais, selon mon point de vue, relève d’un concept plus fondamental en science physique. En pensant au mot amour je ne puis m’empêcher de penser à son antagoniste la haine. Par association, je pense aussi à d’autres pairs de mots antagonistes telles que bien – mal, construire – détruire, assembler – désassembler etc. Voilà une chaîne d’antagonistes qui tranquillement, partant d’un concept anthropocentrique, conduit à un concept de science physique.

Le seul concept physique qui me vient alors à l’esprit comme le bout de la chaîne est celui d’entropie et son antagoniste apparent l’auto organisation. Pour la suite de la discussion, voici une définition correcte de chacun des deux concepts. Comme ces définitions sont tirés de Wikipedia, je n’oserais pas affirmer qu’elles sont « officielles ». Mais, je n’y vois pas d’erreurs alors je vous les propose :

« L'auto-organisation est un phénomène de mise en ordre croissant, et allant en sens inverse de l'augmentation de l'entropie; aux prix bien entendu d'une dissipation d'énergie qui servira à maintenir cette structure. … » (tirer ici de Wikipedia)

« L'entropie est la quantité physique qui mesure le degré de désordre d'un système. … » (tirer ici de Wikipedia)

L’observation des phénomènes physiques et chimiques dans l’univers montre bien une tendance à la complexification malgré que l’entropie soit en constante augmentation. Cette complexification (et cela est une déduction de ma part) est toujours locale et non étendue partout dans l’espace. Par étendue j’entends absolument partout dans notre espace-temps. Cela laisse à penser qu’il y a un certain principe de concentration sous-jacent dans notre univers et que la physique explique les conséquences du principe par le jeu des quatre forces fondamentales.

J’ai présenté l’auto organisation comme l’antagoniste apparent de l’entropie. Mais si cela n’était pas vrai. Si l’auto-organisation consommait « quelque chose » et donnait comme sous-produit une augmentation de l’entropie, y aurait-il à terme déplétion de ce « quelque chose » ? Cela entraînerait-il l’arrêt de l’auto-organisation avec comme conséquence possible la disparition de la vie dans l’univers ?
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[Pierre de Québec]

Tiens, je viens de trouver ce fil plutôt court mais intéressant

[invite73192618]

Bonjour,

J’ai présenté l’auto organisation comme l’antagoniste apparent de l’entropie. Mais si cela n’était pas vrai. Si l’auto-organisation consommait « quelque chose » et donnait comme sous-produit une augmentation de l’entropie, y aurait-il à terme déplétion de ce « quelque chose » ? Cela entraînerait-il l’arrêt de l’auto-organisation avec comme conséquence possible la disparition de la vie dans l’univers ?

En fait, quand tu as de la vie, tu as de l'enthalpie (énergie libre, cad le contraire de l'entropie) qui est mise de coté, ne serait-ce que par la réplication des informations génétiques. Une des lois les plus fondamentales en physique est l'augmentation de l'entropie (diminution de l'énergie libre), il faut donc que les êtres vivants consoment une source d'enthalpie pour pouvoir se maintenir en vie ou se reproduire. Si a terme il n'y a plus de source d'énergie libre ("fin de l'univers"), alors effectivement il ne peut plus y avoir de vie, mais en fait, il ne peut plus y avoir de phénomène physique...

Gamma

PS c'est quand même fascinant cette symétrie entre l'augmentation de l'entropie comme loi générale d'une part, et la diminution d'entropie nécessairement lié à la vie... est-ce que tu suggères que c'est lié d'une façon plus profonde que la simple exploitation d'une loi physique par les systèmes vivants?

[vince]

Bonjour

ça me rappelle une discussion qu'on a déjà eue : http://forums.futura-sciences.com/sh...3&postcount=10

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite73192618]

Je vais prendre le temps de lire plus complêtement les fils que tu mentionnes. Trois questions me sautent à la face pourtant:

D'abord quand tu dis

l'affirmation selon laquelle "la vie se développe constamment vers des niveaux élevés d'ordre", me semble incantatoire et vide de sens.

disons plutôt que c'est contraire aux lois de la sélection naturelle, ou du moins à l'interprétation courrante qui en est faite. Pour ma part, je ne suis pas totalement convaincu: si on execpte de "petites" périodes de l'histoire durant lesuqelles on a eu des extinctions de masse, alors il me semble que la vie va effectivement dans le sens d'une organisation de plus en plus complexe.. et ça me semble faire sens: un système écologique plus complexe est aussi plus apte à affronter des situations imprévues (cad non rencontrée jusqu'alors, et donc pour lesquels les organismes n'ont pas été sélectionnés). D'un autre coté, tu vas m'objecter que c'est de la sélection de groupe. Effectivement.

Ensuite quand tu dis

Qui a dit que vie = ordre ?

Qui dit vie dit réplication d'une information génétique, et donc conservation d'une information structurée, aux "erreurs" près. C'est pas de l'ordre ça??

et finalement

En outre l'assimilation de l'entropie au desordre est un raccourci que l'on fait souvent pour vulgariser la thermodynamique et qui a régulièrement pour effet de conduire à des interprétation simplistes voire totalement erronées comme dans ce cas.

Alors là il faut que tu m'expliques la différence entre désordre et entropie... je veux bien avoir raté une subtilité, mais j'aimerais bien savoir laquelle

G.

[vince]

Qui dit vie dit réplication d'une information génétique, et donc conservation d'une information structurée, aux "erreurs" près. C'est pas de l'ordre ça??

Qui dit vie dit dégradation de molécules complexes (assimilation), dit oxydation, dit rendemment musculaire misérable etc. bref au final ça dit "augmentation d'entropie" !!

Alors là il faut que tu m'expliques la différence entre désordre et entropie... je veux bien avoir raté une subtilité, mais j'aimerais bien savoir laquelle

L'augmentation de l'entropie correspond à une dégradation d'énergie sous forme de chaleur non récupérable. La thermodynamique n'a jamais parlé de maison vouées à s'effondrer ou d'êtres vivants forcés à disparaitre. Le mot "desordre" n'a pas de sens en thermo : l'aboutissement de l'augmentation de l'entropie pourrait amener à un univers uniformément "tiède" où on serait bien en peine de trouver du "désordre".
Il est sans doute possible d'utiliser le terme désordre pour faire comprendre aux gens de quoi il est question, mais ça aboutit à ce genre de raccourci : quand je range ma chambre, je viole le second principe de la thermodynamique.

[invite73192618]

Alors là il faut que tu m'expliques la différence entre désordre et entropie... je veux bien avoir raté une subtilité, mais j'aimerais bien savoir laquelle

Autant (au temps oui je sais mais non autant) pour moi... Rincevincent répond à la troisième:

l'apparition de fluctuations donnant naissance à des structures est plus probable qu'une situation où le système resterait homogène au fur et à mesure du temps.

Vince, es-tu d'accord pour dire que l'entropie, c'est la mesure de la probabilité de l'état d'un système?

G.

[vince]

Vince, es-tu d'accord pour dire que l'entropie, c'est la mesure de la probabilité de l'état d'un système?

Ce n'est pas ma spécialité, mais je dois pouvoir être d'accord...

[bardamu]

Salut,
je crois que Prigogine a eu son prix Nobel pour son travail sur les structures dissipatives.
Il s'agit de structures qui dissipent de l'énergie pour maintenir une auto-organisation et produisent de ce fait une entropie supérieure aux systèmes thermodynamiques normaux.
Non seulement les systèmes biologiques sont de ce type mais aussi certains systèmes chimiques simples.
Exemples : http://www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/ind...=253&sujet=570

[Pierre de Québec]

Salut,
je crois que Prigogine a eu son prix Nobel pour son travail sur les structures dissipatives.
Il s'agit de structures qui dissipent de l'énergie pour maintenir une auto-organisation et produisent de ce fait une entropie supérieure aux systèmes thermodynamiques normaux.
Non seulement les systèmes biologiques sont de ce type mais aussi certains systèmes chimiques simples.
Exemples : http://www.crpp-bordeaux.cnrs.fr/in...e=253&sujet=570

Bon, je vais prendre le temps de lire !

Là, je viens de compléter la lecture de The Thermodynamic Arrow : Puzzles and Pseudo-Puzzles de Huw Price (vous trouverez le texte à cette adresse : http://www.usyd.edu.au/time/price/preprints/Price2.pdf). Et je crois bien qu'une relecture ne sera pas de trop

Je vais aussi relire le chapitre qui traite des trois flèches du temps dans Une brève histoire du temps de Stephen Hawking

Il m'apparaît que la définition de l'entropie qui emploie le mot désordre n'est qu'une commodité pour décrire une ou plusieurs assymétries propres à notre univers.

Si j'ai bien compris la thèse de Price, j'en déduis que la vie n'est pas une coincidence puisque nous sommes là (principe antropique dans sa version faible) et que ce constat peut être le résultat des conditions initiales (c'est pas tout à fait expliqué comme ça mais c'est ce que j'en comprends). Aussi, l'assymétrie du temps que nous observons dans les faits mais pas dans les équations, exige qu'au Big Bang (ou très peu de "temps" après) l'entropie soit particulièrement et nécessairement basse. Là, j'en déduis que dans notre univers, il y avait tous ce qu'il fallait (énergie, assymétrie du temps, propension à l'auto-organisation) au début pour que la vie réussisse à y apparaitre et à s'y développer.

Bon, il y a un vide dans tous cela. Quelqu'un peu tenter une explication sur la raison de l'auto-organisation dans notre univers ?

[invite73192618]

Bon, il y a un vide dans tous cela. Quelqu'un peu tenter une explication sur la raison de l'auto-organisation dans notre univers ?

Je voudrais tenter une analogie. Prenons l'entropie comme une rivière. Bien que l'eau coule toujours vers la mer (aux dernières nouvelles!) , il peut y avoir des endroits où l'eau remonte: partout où il y a un tourbillon. En général, c'est lié à un obstacle qui provoque une différence de vitesse d'écoulement... me demandez pas les détails, je suis pas spécialiste en mécanique des fluides.

L'autoorganisation, du point de vue de l'entropie, ce serait comme un tourbillon qui, par sa simple présence dans un cours d'eau, devient un obstacle lui même créateur de nouveaux tourbillons, et ainsi de suite. Il n'y a pas de violation de la "loi" d'écoulement de l'eau (entropie), mais une structure (le tourbillon) qui tire partie de l'énergie disponible pour se reproduire.

Je crois pas qu'il y ai de différence fondamentale entre la vie et l'autoorganisation du point de vue de l'entropie, excepté peut-être que la vie se fait des réserves d'enthalpie (énergie libre) non seulement par réplication, mais aussi par accumulation sous une forme plus ou moins inerte (glucide, lipide..). Dans les deux cas, on observe un ralentissement de l'augmentation d'entropie (analogue au ralentissement de l'écoulement dans un cours d'eau), mais pas une violation.

Gamma

J'aurais d'autres questions sur l'entropie: on considère toujours le cas d'un système fermé. Qu'est-ce qui se passe dans un système ouvert? Au niveau de l'univers, est-ce qu'il y a un raprochement à faire entre entropie et expansion??

[lyapounov]

J'aurais d'autres questions sur l'entropie: on considère toujours le cas d'un système fermé. Qu'est-ce qui se passe dans un système ouvert? Au niveau de l'univers, est-ce qu'il y a un raprochement à faire entre entropie et expansion??

L'entropie n'est définie que dans un systeme fermé, c'est à dire qui n'échange ni energie, ni matière avec l'extérieur du système.
En d'autre terme un système qui respecte la loi de conservation de l'énergie.
L'Univers est forcément considéré comme un système fermé.
L'expansion de l'Univers conserve la qualité de "fermé" donc préserve la validité de 2° principe de la thermodinamique (de l'entropie)

[pi-r2]

Pour moi l'entropie, définie clairement par la physique statistique, est une propriété qui dérive de la loi des grands nombres en probabilités. L'entropie d'un système fermé peut croitre spontanément mais la probabilité que cela arrive est très faible, totalement négligeable en pratique au niveau macroscopique. Par contre il est faux de l'extrapoler au microscopique (aux faibles nombres) et il est faux de l'extrapoler à l'univers entier.
Les notions d'ordre / désordre , Loi / chaos , Yang / Yin décrivent toutes deux "principes" opposés innaccessibles dont l'interaction conduit à la complexité. Dans notre univers, la loi parfaite (vide absolu) aussi bien que le chaos absolus n'existent pas. Il y a toujours un grain d'ordre dans le désordre (loi des grands nombres) et un grain de désordre dans l'ordre (fluctuations quantiques du vide). Donc toutes les théories "dégénératives" sont fausses...
Je ne connais pas bien le taoïsme, mais ces considérations s'en rapprochent non ?

[invite73192618]

Pour moi l'entropie, définie clairement par la physique statistique, est une propriété qui dérive de la loi des grands nombres en probabilités.

Peux-tu nous en dire plus? Il y a un certain nombre de chose qui me chagrine (comme l'entropie qui resterait constante dans l'univers malgré une dilution forcément anisotrope de la matière) et qui sont peut-être tout simplement liés à mon manque d'une définition claire de l'entropie.

G

[Pierre de Québec]

J'aime bien l'analogie de la rivière et des tourbillons. Cela me rappelle que l'augmentation de l'entropie, comme phénomène général, est souvent relié à l'expansion de l'univers. Bref, l'écoulement de l'eau serait au tourbillon ce que l'expansion de l'univers serait à l'entropie.

Vous mentionnez la présence d'un obstacle comme déclencheur d'un tourbillon. Par analogie, j'en déduis de votre penser qu'il y aurait un déclencheur de l'auto-organisation. La question que je me pose alors : Où est ce déclencheur ?

1. Incruster dans la structure même de l'univers (une particule ou je ne sais trop quoi) ce qui ferait du déclencheur un élément universellement disponible et présent partout. Bref, il s'agirait d'une propriété de l'univers.
2. Une propriété locale issue du hasard donc, pas nécessairement présente partout dans l'univers.
3. Ou peut-être ailleurs ?

J'aurais tendance à pencher pour le premier point. J'ai lu avec intérêt le résumé des résultats de la recherche sur la morphogénese chimique (Centre de recherche Paul-Pascal, cette adresse a été citée dans un autre post sur ce fil de discussion). L'explication des structures de Turing par l'action activateur/inhibateur me porte à croire que les lois internes dans notre univers sont biens patentés pour que tout marche !

Pour le second point, il ne tiendrait pas la route longtemps : l'univers est perçu comme isotrope.

Citation :

... me demandez pas les détails, je suis pas spécialiste en mécanique des fluides.

Cela n'est pas important d'être spécialiste en mécanique des fluides. L'analogie que vous formulez est fort intéressante et illustre simplement qu'une des causes de l'auto-organisation dans les êtres vivants, se retrouvent à l'oeuvre dans d'autres phénomènes physiques avec divers niveaux de complexité (le tourbillon n'est pas un être vivant). L'observation des structures d'ensemble dans l'univers nous permets de voir à l'oeuvre (à mon avis) une forme grossière (primordiale ??) d'auto-organisation : les amas galactiques, les galaxie etc. Ici, la force de gravitation serait le déclencheur.

Citation:

... excepté peut-être que la vie se fait des réserves d'enthalpie (énergie libre) non seulement par réplication, mais aussi par accumulation sous une forme plus ou moins inerte (glucide, lipide..). Dans les deux cas, on observe un ralentissement de l'augmentation d'entropie (analogue au ralentissement de l'écoulement dans un cours d'eau), mais pas une violation.

Intéressant cet exemple du vivant. Je note cette subtilité du "ralentissement de l'augmentation d'entropie" en comparaison avec l'autre affirmation possible i.e. que l'entropie est diminuée ... temporairement. Lorsqu'un être vivant meurt, y a t'il une augmentation subite de l'entropie, un peu comme une impulsion ? En thermodynamique, l'entropie est lié au transfert de chaleur d'un système à un autre. D'où l'idée générale que l'univers était à l'origine dans un état de densité d'énergie extrème et que depuis il y a comme une dilution de cette énergie par l'accroissement de je ne sais trop quoi (je n'ose pas écrire "volume"). C'est cette dilution qui serait nommée "entropie" et observer indirectement par la dégradation de l'énergie vers des formes de moins en moins utiles (le carburant -> le gaz de combustion -> la chaleur perdue ...

Pour l'enthalpie ! Peut-on parler d'un ingrédient nécessaire dans le processus d'auto-organisation ?

Citation:

J'aurais d'autres questions sur l'entropie: on considère toujours le cas d'un système fermé. Qu'est-ce qui se passe dans un système ouvert? Au niveau de l'univers, est-ce qu'il y a un raprochement à faire entre entropie et expansion??

L'approche par un système fermé est essentiel dans l'analyse et la résolution des problèmes en ingénierie et en sciences en général. La question des bilans est centrale et pour y arriver, il faut bien un système fermé, une frontière pour départager ce qui est dans l'analyse de ce qui ne l'est pas. Tant qu'à l'univers ... la question est ouverte même si l'univers est (aux dernières nouvelles) fermé et sans bord

Pour le lien entre l'entropie et l'expansion, il y en a un effectivement. Il y a sous-jacent à ces deux notions, celles de symétries. Stephen Hawking fourni une bonne explication dans son bouquin "Une brève histoire du temps". En gros, peu importe que l'univers soit en expansion ou en contraction, vous ne verrez pas votre tasse brisé sauté du plancher pour se recoller sur la table

[pi-r2]

Défi, être plus clair sur la définition de l'entropie. Vaste programme. Je ne vais pas me replonger dans mes cours, mais je vais utiliser la merveilleuse propriété de mon cerveau de ne retenir que ce qui ça marche et qui est utile.
Ma première rencontre avec l'entropie, comme tout le monde en cours de thermodynamique. Définition "par en haut" comme second principe de la thermodynamique: on constate qu'il y a des phénomènes physiques spontanés qui se déroulent toujours dan sle même sens. On colle donc sur ces phénomènes un principe, et on voit que ce principe est très fondamental et s'applique à beaucoup de situations physiques. Ce principe soulève toutefois un certain nombre de paradoxes, comme le mélange de deux gaz... identiques.
Seconde rencontre avec l'entropie: en physique statistique. Finalement beaucoup plus terre à terre, plus intuitif et accessible à mon esprit. On décrit les gaz comme des ensemble de particules, et on redéfini l'entropie, on la calcule même à partir du nombre d'états possibles qui sont équivalents du point de vue macroscopique, c'est à dire qui donnent les mêmes observables de température, energie, pression ... Cette entropie statistique présente toutes les propriétés de l'entité du second principe, mais elle n'est finalement qu'une application de la loi des grands nombres en mathématiques. Elle ne s'applique PAS à l'échelle microscopique avec un faible nombre d'éléments. C'est pourquoi on ne retrouve pas l'entropie en mécanique quantique dans les équations... C'est une grandeur macroscopique.

Pour illustrer par un problème classique d'entropie: le mélange des deux gaz. On dispose de 2 récipients de gaz identiques, reliés entre eux par un conduit fermé par une vanne. Un des récipient contient du diazote (N2) l'autre du dioxygène (O2). A l'instant t=0 on ouvre la vanne. L'évolution spontanée du système conduit au mélange intime des gaz. L'entropie augmente.
Au niveau microscopique, ce qui se passe:
avant t=0, les molécules frappent en permanence la paroi de la vanne (pression). Quand ouvre la vanne, elles traversent et passent de l'autre côté. Comme il y a peu de molécule d'un type d'un côté et beaucoup de l'autre, il y a statistiquement plus de molécules qui passent d'un côté. Cela n'empêche pas qu'une molécule d'O2 qui vient de passer du coté N2 se fasse violement heurter et reparte du coté O2, sans violer le second principe.
Maintenant si je dispose d'une super machine à vide et que je pompe les gaz avant de les mélanger de manière à ne laisser que quelques molécules de chaque dans chaque récipient. Si on refais l'expérience on constatera que la probabilité de se retrouver dans des états étranges (toutes les molécules dans le même récipient) est loin d'être faible. Par contre EN MOYENNE, on sera dans l'état d'entropie maximale.


Pour Pierre de Quebec: le phénomène d'auto organisation est plus général que cela. Il s'étend au delà des phénomènes physiques au domaine de l'information elle-même. Des mathématiques en particulier. Quand au déclencheur il n'est pas du au hasard, à mon avis, c'est le hasard. Il est pour moi une propriété fondamentale de l'univers.

[invite73192618]

Une flopée de remarques en vrac...

Bref, l'écoulement de l'eau serait au tourbillon ce que l'expansion de l'univers serait à l'entropie.

ou plutôt: l'ecoulement de l'eau est au tourbillon ce que l'entropie est à la vie

et, peut-être,: la gravité est à l'écoulement de l'eau ce que l'expansion de l'univers est à l'augmentation de l'entropie

Vous mentionnez la présence d'un obstacle comme déclencheur d'un tourbillon.

et si tu/vous me tutoyais?

Où est ce déclencheur ?

La seule condition indispensable me semble l'anisotropie, c'est à dire une forme de structure... peut-être que pi-r2 donne la réponse. Si le hasard est une propriété essentielle de l'univers, alors il y aura des structures... et si je comprends bien, une loi d'entropie!

L'explication des structures de Turing par l'action activateur/inhibateur me porte à croire que les lois internes dans notre univers sont biens patentés pour que tout marche !

Et si c'était le contraire? Que peu importe l'univers si il comporte structure et loi d'entropie, ça finisse par donner des phénomènes d'autoréplication, et puis de vie, et puis d'écologie, et puis d'intelligence...

Pour le second point, il ne tiendrait pas la route longtemps : l'univers est perçu comme isotrope.

A très large échelle seulement...

Je note cette subtilité du "ralentissement de l'augmentation d'entropie" en comparaison avec l'autre affirmation possible i.e. que l'entropie est diminuée ... temporairement.

En remplaçant temporairement par "localement", alors c'est la même idée pour moi.

Lorsqu'un être vivant meurt, y a t'il une augmentation subite de l'entropie, un peu comme une impulsion ?

Non, ce qu'on appelle mort n'est "que" un moment où la strucutre vivante, dans l'état de nos connaissances, va forcément dégénner du point de vu de sa structure. Mais ce n'est pas un moment magique, et on peut aujourd'hui faire "revenir" à la vie des humains qui auraient été considérés comme mort auparavant. D'ailleurs la peau, les ongles et les cheveux mettent bien du temps à se rendre compte que le proprio n'est plus opérationnel:

l'univers était à l'origine dans un état de densité d'énergie extrème et que depuis il y a comme une dilution de cette énergie par l'accroissement de je ne sais trop quoi (je n'ose pas écrire "volume"). C'est cette dilution qui serait nommée "entropie" et observer indirectement par la dégradation de l'énergie vers des formes de moins en moins utiles (le carburant -> le gaz de combustion -> la chaleur perdue ...

C'est très exactement la réflexion que je cherchait (mais je remplacerais "entropie" par "loi d'augmentation de l'entropie")! Merci! je vais essayer de développer ça en réponse à pi-r2.

Pour l'enthalpie ! Peut-on parler d'un ingrédient nécessaire dans le processus d'auto-organisation ?

Oh la belle question! j'allais répondre "oui évidement", mais en fait non. La vie a besoin d'énergie libre pour s'adapter à l'environnement, mais pas l'autoorganisation. Par exemple tu as des structures chimiques qui se reproduisent à partir de briques de bases, et la réaction peut être reversible et donc sans consommation d'enthalpie.

Tant qu'à l'univers ... la question est ouverte même si l'univers est (aux dernières nouvelles) fermé et sans bord

c'est l'occasion de changer de message!

G

[invite73192618]

Défi, être plus clair sur la définition de l'entropie. Vaste programme.

oui! je crois que tu nous donne la bonne approche:

Seconde rencontre avec l'entropie: en physique statistique. Finalement beaucoup plus terre à terre, plus intuitif et accessible à mon esprit. On décrit les gaz comme des ensemble de particules, et on redéfini l'entropie, on la calcule même à partir du nombre d'états possibles qui sont équivalents du point de vue macroscopique, c'est à dire qui donnent les mêmes observables de température, energie, pression ... Cette entropie statistique présente toutes les propriétés de l'entité du second principe, mais elle n'est finalement qu'une application de la loi des grands nombres en mathématiques. Elle ne s'applique PAS à l'échelle microscopique avec un faible nombre d'éléments. C'est pourquoi on ne retrouve pas l'entropie en mécanique quantique dans les équations... C'est une grandeur macroscopique.

Arrivé à ce stade, je crois que j'ai trouvé ce qui me chiffonne (avec l'aide de Pierre de Québec). Puisque l'univers est en expansion, il y a aussi augmentation du nombre de positions possibles. Qu'est-ce que ça peut donner en terme de loi des grand nombres et d'entropie? Est-ce que c'est l'expansion de l'univers qui pourrait provoquer la loi d'augmentation de l'entropie? Si oui on devrait en avoir des effets... l'expansion s'accélère!

Gamma

[spi100]

Juste un point de détail, peut être que ça a déja été dit, je n'ai pas bien lu tout le fil.

Mais l'entropie qui caractérise le désordre, est une fonction qui n'augmente que pour les systèmes fermés i.e. qui ne recoivent pas de l'énergie de l'extérieur.

Pour les systèmes ouverts, i.e. qui recoivent de l'énergie de l'extérieure, ce n'est pas forcemment le cas.

Les êtres vivants, les réacteurs chimiques, sont des systèmes ouverts, leur entropie peut diminuer et l'auto-organisation peut apparaitre dans ce cas.

[Pierre de Québec]

Lorsque que nous devons définir un système, il est toujours possible de prendre la frontière suffisament grande pour englober tout le sujet d'analyse. Bref, l'entropie augmente tout le temps. Évidement, si nous prenons une frontière arbitrairement petite, je crois qu'il est possible de constater localement que l'entropie diminue.

[spi100]

Lorsque que nous devons définir un système, il est toujours possible de prendre la frontière suffisament grande pour englober tout le sujet d'analyse. Bref, l'entropie augmente tout le temps. Évidement, si nous prenons une frontière arbitrairement petite, je crois qu'il est possible de constater localement que l'entropie diminue.

Tout dépend de ce que tu veux décrire, le choix n'est pas si arbitraire que ça. Mais effectivement, tu peux toujours englober un système ouvert dans un système fermé, il suffit d'englober les sources.
Mais ça n'a pas forcemment beaucoup d'intêret, si par exemple, tu veux modéliser ce qui se passe dans un réacteur chimique.

[pi-r2]

Oui mais l'univers étant infini, savoir que son entropie augmente n'apporte aucune information et ne permet de ne tirer aucune conclusion.

[scoin]

Salut
j'suis un peu novice dans le domaine mais tres friant malgré que je sois neophyte.

Oui mais l'univers étant infini, savoir que son entropie augmente n'apporte aucune information et ne permet de ne tirer aucune conclusion

sauf si l'entropie prend la place de l'enthalpie.
on pourrait imaginer les choses comme un combat, où l'entropie dominerait et rendrait, à zone egale, une entropie doublée, ce qui ferait l'expansion (un guerrier avec une aura qui se bat et vainc un autre guerrier avec lui aussi une aura, rendra le vainqueur avec deux fois plus d'aura), une expansion pleine d'entropie.
Ou on pourrait imaginer que c'est l'enthalpie qui serait "majoritaire" et qui se reproduirait à l'infini, et par reciproque l'entropie aussi.
si l'infini est rempli d'entropie et que c'est cette entropie qui fait l'expansion nous sommes perdu inevitablement et surtout irremediablement.
si l'univers contenait plus d'enthalpie que d'entropie et que à chaque "naissance" ou "apparition", l'entropie s'en retrouve augmentée, l'expansion se fera à l'infini proportionnellement .
Apparemment dans les discussions c'est l'entropie qui est prise en compte et si c'etait l'inverse ?
c'est un peu comme la bataille du bien et du mal, donc le bien crée le mal et inverssement, ce qui donne un resultat exponentiel à l'infini.
Quand vous parlez de frontiere, c'est assez absurde si on considere l'univers comme infini (zone determinée ou delimitée serait plus appropriée), mais est-il raisonnable de determiner comme infini quelque chose que l'on ne sais pas mesurer avec exactitude, si on considere l'univers comme un ocean il serait plosible qu'il y en ait plusieurs.
quant au sens de la vie : le bien et le mal...
une raison pour qu'il y ait la vie ?
Et dans ce cas "le bien est fait de facon fortuite pour lutter contre le mal".
Je pense qu'en physique on se moque un peu de la moral, ou du bien et du mal, mais sur un principe basic : les extremes s'attirent, et dans notre systeme tout est lié, en proportion ou en reciproque, et il y a tjs eu un opposé à quoique ce soit.

[pi-r2]

Ce que tu dis correspond à la philosophie chinoise du tao qui décrit la lutte du Yin et du Yang, les deux opposés fondamentaux complémentaires. Ordre et désordre dans notre cas. (Bien et mal a une connotation beaucoup trop subjective)

[spi100]

Ce que tu dis correspond à la philosophie chinoise du tao qui décrit la lutte du Yin et du Yang, les deux opposés fondamentaux complémentaires. Ordre et désordre dans notre cas. (Bien et mal a une connotation beaucoup trop subjective)

Oui, mais c'est vrai que l'on en est pas très loin avec la compétition hasard/selection.
Le thème avait été exploité par Fritjof Capra, dans le Tao de la physique. Je me souviens vaguement, qu'il comparait ça à la danse de Shiva représentant l'harmonie, piétinant le démiurge qui incarne le désordre. En réduisant le rythme de sa danse, Shiva peut alors permettre au démiurge de s'exprimer et eventuellement de tout détruire. Ainsi elle peut controler les cycles de destruction/creation de l'univers.

[Magellan]

Ma première rencontre avec l'entropie, comme tout le monde en cours de thermodynamique. Définition "par en haut" comme second principe de la thermodynamique: on constate qu'il y a des phénomènes physiques spontanés qui se déroulent toujours dan sle même sens. On colle donc sur ces phénomènes un principe, et on voit que ce principe est très fondamental et s'applique à beaucoup de situations physiques. Ce principe soulève toutefois un certain nombre de paradoxes, comme le mélange de deux gaz... identiques.
Seconde rencontre avec l'entropie: en physique statistique. Finalement beaucoup plus terre à terre, plus intuitif et accessible à mon esprit. On décrit les gaz comme des ensemble de particules, et on redéfini l'entropie, on la calcule même à partir du nombre d'états possibles qui sont équivalents du point de vue macroscopique, c'est à dire qui donnent les mêmes observables de température, energie, pression ... Cette entropie statistique présente toutes les propriétés de l'entité du second principe, mais elle n'est finalement qu'une application de la loi des grands nombres en mathématiques. Elle ne s'applique PAS à l'échelle microscopique avec un faible nombre d'éléments. C'est pourquoi on ne retrouve pas l'entropie en mécanique quantique dans les équations... C'est une grandeur macroscopique.

Pour illustrer par un problème classique d'entropie: le mélange des deux gaz. On dispose de 2 récipients de gaz identiques, reliés entre eux par un conduit fermé par une vanne. Un des récipient contient du diazote (N2) l'autre du dioxygène (O2). A l'instant t=0 on ouvre la vanne. L'évolution spontanée du système conduit au mélange intime des gaz. L'entropie augmente.
Au niveau microscopique, ce qui se passe:
avant t=0, les molécules frappent en permanence la paroi de la vanne (pression). Quand ouvre la vanne, elles traversent et passent de l'autre côté. Comme il y a peu de molécule d'un type d'un côté et beaucoup de l'autre, il y a statistiquement plus de molécules qui passent d'un côté. Cela n'empêche pas qu'une molécule d'O2 qui vient de passer du coté N2 se fasse violement heurter et reparte du coté O2, sans violer le second principe.
Maintenant si je dispose d'une super machine à vide et que je pompe les gaz avant de les mélanger de manière à ne laisser que quelques molécules de chaque dans chaque récipient. Si on refais l'expérience on constatera que la probabilité de se retrouver dans des états étranges (toutes les molécules dans le même récipient) est loin d'être faible. Par contre EN MOYENNE, on sera dans l'état d'entropie maximale.

Salut, je ne voudrais ici que vous offrir ma modeste compréhension de l'entropie (dites-moi si mes souvenirs sont exacts).
On m'avait appris que dans un système fermé, l'ordre demande plus d'énergie que le non-ordre (appelé érronnément désordre).
Ainsi, dans un aquarium symbolisant un système fermé (analogie grossière). si l'on verse une goutte d'encre, cette encre ne restera pas confinée à un seul endroit (parce que cela demanderait beaucoup trop d'énergie) mais se dispersera dans tout l'aquarium (état d'énergie la + basse).Idem pour le mélange de 2 gaz : l'ordre ne peut se maintenir que s'il y a une énergie assez forte pour le permettre (gaz isolés de chaque côté), laissés livrés à eux-mêmes, ils se mélangeront. C'est cela l'entropie : elle est maximale quand le système est au niveau énergétique le + bas (dans un non-ordre).
Ce phénomène ne dépend pas du nombre d'éléments du système : imaginons un récipient avec 1 seule molécule de gaz, si cette molécule occupe un endroit particulier, on doit affirmer qu'il y a un certain ordre ; par contre si cette molécule voyage constamment partout dans le récipient, cela correspondrait à un non-ordre d'où à une entropie maximale (on peut remplacer la molécule de gaz par une bille, elle ne restera qu'à l'endroit qui lui demande le moins d'effort ou d'énergie,çàd le fond).
Par curiosité,j'aimerais savoir la probabilité exacte d'avoir toutes les molécules dans un seul récipient (et c'est très possible même si c'est 1 cas particulier) s'il y a peu de gaz au départ.

Pour Pierre de Quebec: le phénomène d'auto organisation est plus général que cela. Il s'étend au delà des phénomènes physiques au domaine de l'information elle-même. Des mathématiques en particulier. Quand au déclencheur il n'est pas du au hasard, à mon avis, c'est le hasard. Il est pour moi une propriété fondamentale de l'univers.

Tout à fait d'accord au sujet du hasard.
P.S.: Un système ouvert a ce point commun avec le système fermé que lui aussi "finira" par se retrouver au niveau énergétique le + bas possible, il subit le même phénomène entropique, mais lui, il peut récupérer au monde externe ce qu'il a perdu , puisqu'ouvert, grâce à l'enthalpie, il retrouve son ordre initial (en biologie, on parle d'anabolisme et de catabolisme).
Au fond, l'entropie,c'est la dégradation de la matière et de l'énergie, tout "simplement dit".

[pi-r2]

Disons que l'entropie dont tu parles est ce que j'appelle première rencontre ou entropie "vue d'en haut". Il s'agit d'un principe, non démontré, mais qui marche au niveau macroscopique. Son extention au niveau microscopique produit des paradoxes.
Pour ce qui est d ela probabilité, si il y a deux récipients identiques, chaque molécule a une chance sur 2 d'être dans le récipient 1. La probabilité qu'elles soient toutes dans le récipient 1 au bout d'un temps long est (1/2)^N où N est le nombre de molécule. Pour des récipients de 11.2 litres N=6.02 10^23 dans les conditions normales ....
Par contre si N=2, l'état d'entropie maximale a la même probabilité de l'état d'entropie minimale d'un coté ou d el'autre ...

[scoin]

Salut,
j'suis pas d'accord avec votre conception du "hasard", et je pense que ce terme est utilisé pour justifier l'incertitude de certains developpements que nous voulons faire, en l'absence de données certaines.
Mais comment "materialiser" le "hasard" si ce n'est que par une accumulation de consequences, tout est lié d'une maniere ou d'une autre, alors les causes à effets, que nous ne pouvons expliquer ou demontrer, sont determine par "le hasard".
Meme dans un environnement de "desordre" je n'arrive pas à m'imaginer quelques choses qui seraient du au dit "hasard".
Comment, s'il existe reellement, demontrer sa presence ?

[pi-r2]

Là il faut rejoindre d'autres fils, il y en a un sur le hasard et un sur le libre arbitre.
Le hasard ne se résume PAS à un défaut d'information (c'est démontré par les inégalités de Bell en méca Q, mais c'est aseez technique)

[spi100]

Meme dans un environnement de "desordre" je n'arrive pas à m'imaginer quelques choses qui seraient du au dit "hasard".
Comment, s'il existe reellement, demontrer sa presence ?

Le hasard semble inévitable et incontournable à l'échelle microscopique: il ressort de la mécanique quantique. Au début, les physiciens ont pensé comme toi qu'il s'agissait de variables cachées, mais depuis les expériences basées sur les équations de Bells ont montré que ce n'est pas le cas.