Le concept d'émergence est-il un concept scientifique ?

[sunyata]

Bonjour,

Je pose cette question car l'emploi de ce terme a suscité de vives réactions.
Cela semble donc un sujet de discussion intéressant. IL doit y avoir des choses intéressantes à dire sur le sujet.

Cordialement
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[polo974]

soit c'est de la philo:
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89mergence

soit c'est plus spécifique à un domaine:
https://www.futura-sciences.com/plan...mergence-8743/

[ArchoZaure]

Bonjour.

L’émergence à partir de quoi ?
Des lois fondamentales seules ?

On oublie en général la préexistence d'un "milieu" SUR lequel viennent s'appliquer les lois.
Et c'est ainsi que peut apparaitre un phénomène dit d'émergence lorsqu'on oublie à la base la moitié du problème.
C'est un peu l'histoire de la poule et de l’œuf.
1. Les lois étaient-elles préexistantes à la matière ?
2. Ou la matière a-t-elle fait apparaitre les lois ?

Cas 1, c'est métaphysique.
Cas 2, ça veut dire qu'il peut émerger la moitié de ce que les lois ne sont pas (le support qui leur a donné naissance), d'où émergence possible (la partie qu'on ne connait pas FONDAMENTALEMENT)
Donc c'est déjà là mais pas pris en compte au niveau des lois physiques (c'est irréductible, on aura toujours la moitié qui sera inconnu).

[sunyata]

...Déjà, on ne sait pas calculer analytiquement les niveaux d'énergie de l'hélium (deux électrons), on ne sait le faire que pour l'hydrogène (pour l'hélium, un petit calcul à la main par approximations successives reste possible). Alors calculer les propriétés de l'adn avec l'équation de Schrödinger.... faut pas rêver, même sur ordinateur c'est impossible.

Cela revient ici à considérer que si on disposait d'une puissance de calcul suffisante on pourrait déduire les propriétés dites "émergentes" à partir des théories plus fondamentales telles que la physique quantique.

Si j'ai bien compris l'argument, cela revient donc a dire que "tout est calculable", mais que faute de disposer de la puissance nécessaire on ne peut calculer...

Donc c'est un peut comme le déterminisme de Laplace :

Nous devons donc envisager l’état présent de l’univers comme l’effet de son état antérieur, et comme la cause de celui qui va suivre. Une intelligence qui pour un instant donné connaîtrait toutes les forces dont la nature est animée et la situation respective des êtres qui la composent, si d’ailleurs elle était assez vaste pour soumettre ses données à l’analyse, embrasserait dans la même formule les mouvements des plus grands corps de l’Univers et ceux du plus léger atome : rien ne serait incertain pour elle, et l’avenir comme le passé serait présent à ses yeux

Cordialement,

[A voir en vidéo sur Futura]

[Deedee81]

Salut,

Si j'ai bien compris l'argument, cela revient donc a dire que "tout est calculable", mais que faute de disposer de la puissance nécessaire on ne peut calculer...

C'est exact. Mais cela n'a rien à voir avec "l'émergence" en soi (lit les liens qui ont été donné).

Et c'est une évidence car si tu as les équations (et on les a) alors il n'y a plus qu'à calculer.

Donc c'est un peut comme le déterminisme de Laplace :

Rien à voir non plus.

D'une part, le déterminisme de Laplace nécessite de connaitre les valeurs initiales avec une infinie précision ("connaitrait ... la situation", dans la citation).
Alors que tu as remarqué que dans l'autre discussion je disais bien que la difficulté était de connaitre le système (et donc les valeurs initiales) et qu'il fallait améliorer l'instrumentation (et donc la mesure de ces valeurs). Et on sait en plus (ce que tu connais sur le bout des doigts car tu es un garçon intelligence vu que tu fais ce genre d'affirmation dans ton message ci-dessus) que la mesure ne peut pas être infiniment précise (variables liées par le principe d'indétermination, chaos déterministe).

D'autre part, calculer ça peut aussi être calculer.... des probabilités (c'est même fréquent).

[sunyata]

Dans un domaine aussi rigoureux que les mathématiques, on s'est rendu compte qu'on ne pouvait déduire toutes les vérités à partir d'un nombre limité d'axiomes.
Penser que si on disposait de la puissance de calcul suffisante pour déduire le comportement de la matière organisée à partir d'une théorie jugée fondamentale n'est pas sans rappeler les espoirs du projet Hilbert non ?

[Deedee81]

Dans un domaine aussi rigoureux que les mathématiques, on s'est rendu compte qu'on ne pouvait déduire toutes les vérités à partir d'un nombre limité d'axiomes.
Penser que si on disposait de la puissance de calcul suffisante pour déduire le comportement de la matière organisée à partir d'une théorie jugée fondamentale n'est pas sans rappeler les espoirs du projet Hilbert non ?

Rien à voir (ter, tu fais fort là). Ca a déjà été discuté plusieurs fois. Résoudre des équations et démontrer toutes les propositions mathématiques.... c'est pas du tout la même chose.

Il y a aussi des fonctions non calculables (au sens de Turing) mais ce n'est pas le problème non plus ici car il s'agit ici non de calculer des fonctions mais de résoudre des équations ce que le numérique fait très bien, en outre ces fonctions non calculables dépendent d'un paramètre et donc ce sont DES fonctions, ici on prend UNE équation (ou quelques unes) et on résout jusqu'à une certaine approximation (même une horreur comme l'équation diophantienne de Chaitin serait utilisable, on ne doit pas calculer .... une infinité de solution !!!!)

Bon, ça fait trois hors sujet dû à trois incompréhensions de ta part.
Mas je ne ferme pas, j'ai envie de voir la prochaine co....ie que tu vas sortir (je suis de bonne humeur aujourd'hui )

[sunyata]

Et on sait en plus que la mesure ne peut pas être infiniment précise (variables liées par le principe d'indétermination, chaos déterministe). D'autre part, calculer ça peut aussi être calculer.... des probabilités (c'est même fréquent).

La possibilité de prédire des propriétés physiques avec des probabilités suggère que ces propriétés ne sont pas entièrement déterminées par les propriétés de leurs constituants. C'est un bon argument en faveur de l'existence de propriétés émergentes.

[Deedee81]

La possibilité de prédire des propriétés physiques avec des probabilités suggère que ces propriétés ne sont pas entièrement déterminées par les propriétés de leurs constituants. C'est un bon argument en faveur de l'existence de propriétés émergentes.

Ah tiens, quelque chose de correct (là tu m'épates, faut dire qu'à force ). Faut quelques ingrédients supplémentaires de plus, mais c'est exact.
C'est le cas de la température par exemple. Et en effet le caractère probabiliste rend le concept d'émergence plus solide (et plus utile).

Et sous cet angle là c'est scientifique. Ce qui répond à la question initiale.

Je précise cela car le concept d'émergence est aussi philo (mais cet aspect là ne peut pas être discuté).
Et une idée que j'ai lu il y a quelque temps (proche du concept d'émergence forte) où il n'y aurait que des grandeurs émergentes (j'ai du mal à donner un sens à ça, en plus cela ne me semble pas en accord avec les connaissances scientifiques).

Mais la notion d'émergence micro - macro en physique statistique est tout ce qu'il y a de scientifique.

£Mais hors ce qui est dit dans wikipedia (où ils parlent de ça) ou l'autre discussion, je ne vois pas ce qu'il y aurait d'autres à dire d'intéressant.

[noureddine2]

Dans un domaine aussi rigoureux que les mathématiques, on s'est rendu compte qu'on ne pouvait déduire toutes les vérités à partir d'un nombre limité d'axiomes.
Penser que si on disposait de la puissance de calcul suffisante pour déduire le comportement de la matière organisée à partir d'une théorie jugée fondamentale n'est pas sans rappeler les espoirs du projet Hilbert non ?

https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_de_Hilbert

Hilbert, pour qui « il n'y a pas d'Ignorabimus en sciences naturelles », propose, au contraire, dans une allocution de 1930, de s’appuyer sur un slogan resté célèbre : « Nous devons savoir, nous saurons »

il faut mesurer les détails d'un objet , pour mieux prédire son future , il faut descendre jusqu'à la mesure quantique .
et puisque la mesure quantique d'un objet détruit l'état quantique , donc va changer le future de l'objet .
donc on mesure un objet pour faire des prédictions de son future n°1, mais cet objet perturbé par la mesure va se diriger vers un autre future n°2 différent de celle prédit par les mesures .
donc on ne peut pas faire une prédiction parfaite , car la mesure quantique perturbe le future de l'objet .

[Deedee81]

et puisque la mesure quantique d'un objet détruit l'état quantique , donc va changer le future de l'objet .

en plus des limitations que j'avais indiqué, il y a ça aussi en effet.

Mais de toute façon j'avais déjà indiqué que c'est hors sujet

Plus moderne et plus utile je pense :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Programme_de_Langlands

Bon, oui, d'accord, c'est pas vraiment la même chose non plus

[sunyata]

Faut quelques ingrédients supplémentaires de plus...

Qu'est-ce que tu veux dire par là ?

[Deedee81]

Qu'est-ce que tu veux dire par là ?

le passage du micro au macro nécessite la description des états microscopiques et donc aussi des probabilités.
Mais pas seulement.
Faut la loi des grands nombres.
Faut les définitions statistique (Maxwell, Maxwell corrigé, Bose-Einstein, Fermi-Dirac).
Et il faut le postulat de la physique statistique :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Physiq...at_fondamental
presque démontré mais pas tout à fait, ça reste un postulat

[sunyata]

Concernant le domaine des mathématiques un meilleur exemple pourrait-être la géométrie fractale qui fait apparaître des propriétés nouvelles non déductibles
des constituants de l'objet : Par exemple, le flocon de neige de Koch a une longueur infinie, même si sa surface est finie. Cette propriété est émergente, car elle ne peut pas être prédite à partir des propriétés de base des triangles équilatéraux.

[sunyata]

Faut la loi des grands nombres.

Voilà un bel exemple de propriété émergente en mathématiques : La loi des grands nombres peut être considérée comme une propriété émergente car elle ne peut pas être prédite à partir des propriétés des variables aléatoires individuelles. Les variables aléatoires individuelles peuvent avoir une moyenne très différente de l'espérance de la variable aléatoire. Cependant, la loi des grands nombres affirme que la moyenne d'un grand nombre de variables aléatoires indépendantes convergera vers l'espérance de la variable aléatoire.

[ArchoZaure]

le passage du micro au macro nécessite la description des états microscopiques et donc aussi des probabilités.

Par exemple la température est une propriété émergente.
C'est d'ailleurs assez curieux d'un point de vue physique car il n'y a pas de limite précise concernant le moment où il est question de température ou pas.
A partir de combien de particules d'un gaz, parler de température présente-t-il un sens physique ?
Si on se veut constructivistes, il faut donc supposer que même une seule particule possèderait une température afin de permettre une CONTINUITÉ PHYSIQUE (et non pas une "limite arbitraire" qui serait donc non fondamentale), sauf que l'intensité de la propriété (par exemple une intensité de 0.0000000001 pour une seule particule), ne serait pas la même que lorsqu'on parle d'un liquide où l'intensité serait par exemple ici égale à 0.999999999999999.
Je suis bien conscient qu'on ne fait jamais appel à la notion d’intensité d'une propriété, préférant une conception binaire des propriétés (elle existe ou elle n'existe pas et il n'y pas de continuum sur l'existence qui irait de 0 à 1) mais c'est à mon sens ce qui manque pour permettre de comprendre certaines émergences.

[ArchoZaure]

Voilà un bel exemple de propriété émergente en mathématiques : La loi des grands nombres peut être considérée comme une propriété émergente car elle ne peut pas être prédite à partir des propriétés des variables aléatoires individuelles. Les variables aléatoires individuelles peuvent avoir une moyenne très différente de l'espérance de la variable aléatoire. Cependant, la loi des grands nombres affirme que la moyenne d'un grand nombre de variables aléatoires indépendantes convergera vers l'espérance de la variable aléatoire.

Je pense qu'il faut se méfier des mathématiques à ce niveau.
Il s'agit d'une impasse intellectuelle, qui pousse à dématérialiser les objets physiques, les séparer .... puis de laisser les physiciens s'étonner qu'il existe des discontinuités dans la nature alors que ce sont les mathématiques elles-mêmes qui les ont créées.

Par exemple, et ce n'est qu'un exemple et chacun le prendra comme il le voudra bien, si vous considérez les deux phénomènes, déplacement et rotation, vous pouvez distinguer ces deux aspects du mouvement mathématiquement.
Mais ce faisant vous créez une séparation artificielle entre ces deux aspects de la nature.
Vous vous en contentez (tant que ça marche) et ne cherchez plus à un moment donné (par habitude) à faire le lien entre ces deux phénomènes.
Il n'est alors plus possible de produire une loi générale, à partir d'éléments plus simples (on va dire fondamentaux) que mathématiquement.
Mais si ce n'est pas possible simplement de relier la rotation et le déplacement, c'est soit très long, soit impossible à réaliser.
Alors qu'on peut aussi partir de l'hypothèse PHYSIQUE que les deux phénomènes ne sont qu'un, et donc qu'une rotation n'est finalement qu'un déplacement particulier.
Donc les rotations, ça n'existe pas en soi, c'est... une manière de se déplacer.
Ce qui veut dire qu'on ne doit JAMAIS faire appel à la rotation au niveau le plus élémentaire, lorsqu'on cherche à généraliser (pour expliquer l'émergence), la rotation n'étant pas plus fondamental que le déplacement.

[noureddine2]

Par exemple, le flocon de neige de Koch a une longueur infinie, même si sa surface est finie. Cette propriété est émergente, car elle ne peut pas être prédite à partir des propriétés de base des triangles équilatéraux.

curieux , tu peux donner un lien qui parle de cette longueur infinies ?

[Deedee81]

curieux , tu peux donner un lien qui parle de cette longueur infinies ?

il veut parler du périmètre du flocon. C'est un classique avec les fractales.

Sunyata : attention de ne pas faire une soupe, l'émergence en math n'est pas un concept utile et tel que décrit ça n'a rien à voir avec l'émergence en physique.

Bon, ça ne fera jamais que 5 sujets différents en moins de 20 messages Mais ça risque de fermer à cause de ça. Essaie de rester plus carré.

[JPL]

Rien compris aux élucubrations d’ArchoZaure sur la rotation... Il invente un faux problème pour en tirer une réfutation géniale ?

[pm42]

Rien compris aux élucubrations d’ArchoZaure sur la rotation... Il invente un faux problème pour en tirer une réfutation géniale ?

On pouvait sans doute s'arrêter à :

Il s'agit d'une impasse intellectuelle, qui pousse à dématérialiser les objets physiques, les séparer .... puis de laisser les physiciens s'étonner qu'il existe des discontinuités dans la nature alors que ce sont les mathématiques elles-mêmes qui les ont créées.

Récemment, il a expliqué comment concevoir des ordinateurs mieux que le reste de l'humanité. Là, il explique leurs erreurs des physiciens et d'après Flyinkbike, il y a eu l'équivalent en microbiologie.

Perso, quand je tombe sur des gens qui sont à ce point intelligents dans plus de domaine qu'ils peuvent faire la leçon au reste de l'humanité, je ne réponds plus : ça ne sert à rien au mieux et énerve la modération au pire

[Daniel1958]

Je pense qu'il faut se méfier des mathématiques à ce niveau.
Il s'agit d'une impasse intellectuelle, qui pousse à dématérialiser les objets physiques, les séparer .... puis de laisser les physiciens s'étonner qu'il existe des discontinuités dans la nature alors que ce sont les mathématiques elles-mêmes qui les ont créées.

Par exemple, et ce n'est qu'un exemple et chacun le prendra comme il le voudra bien, si vous considérez les deux phénomènes, déplacement et rotation, vous pouvez distinguer ces deux aspects du mouvement mathématiquement.
Mais ce faisant vous créez une séparation artificielle entre ces deux aspects de la nature.
Vous vous en contentez (tant que ça marche) et ne cherchez plus à un moment donné (par habitude) à faire le lien entre ces deux phénomènes.
Il n'est alors plus possible de produire une loi générale, à partir d'éléments plus simples (on va dire fondamentaux) que mathématiquement.
Mais si ce n'est pas possible simplement de relier la rotation et le déplacement, c'est soit très long, soit impossible à réaliser.
Alors qu'on peut aussi partir de l'hypothèse PHYSIQUE que les deux phénomènes ne sont qu'un, et donc qu'une rotation n'est finalement qu'un déplacement particulier.
Donc les rotations, ça n'existe pas en soi, c'est... une manière de se déplacer.
Ce qui veut dire qu'on ne doit JAMAIS faire appel à la rotation au niveau le plus élémentaire, lorsqu'on cherche à généraliser (pour expliquer l'émergence), la rotation n'étant pas plus fondamental que le déplacement.

Bonjour

Oh un petit mot l'émergence en physique = entropie + hasard. Un bon regard pour mieux appréhender : c'est théorie de l'évolution Darwin. En maths (de ce que j'ai pu lire) c'est surtout affiner et améliorer l'existant, voir créer de nouvelles théories sur une base existante.
L'Univers est quantique à la base (il l'est et le restera et obéira à ses règles)) mais après les molécules se lient et ont leurs propres lois et elles peuvent donner des matériaux qui ont leurs propres lois poids, masse angles, dureté, ductilité etc).

Franchement c'est imprévisible au départ et aléatoire. Un exemple la vie est à base protéine et ces protéines ont une simple forme (pas un phénomène de chimie classique d'oxydo-réduction). Une forme qui va créer ses propre lois (par hasard ? nécessité ?). Nos vies apparaissent moins magiques quand on sait que la vie sur terre se développe depuis 3,5 milliards années>> une éternité. La nature Univers hasard à largement le temps de faire des essais. Et ce qui est le plus cohérent et adapté reste.
Un bon site pour comprendre https://mgm-ec.fr/lauteur.
Mais ce n'est pas mathématique (du moins pour l'instant) comment prévoir que........... L'univers à certains égards ressemble à un mille-feuilles. Mais il y a des couches solides et mathématiques après c'est plus chaotique. Les mathématiques ne peuvent pas tout. Comment savoir à qu'elle heure je vais éteindre la lumière ?


Cordialement

Ps je ne vous embête plus mais j'ai lu les livres de la personne sur le site en question et l'émergence est une évidence non quantifiable et non prévisible au début

[polo974]

Rien compris aux élucubrations d’ArchoZaure sur la rotation... Il invente un faux problème pour en tirer une réfutation géniale ?

Déjà qu'il est incapable d'assimiler un changement de repères dont le seul mouvement est une translation, alors là, c'est sûr que s'il ajoute les rotations, c'est foutu.

[ArchoZaure]

Comme d'habitude, voilà nos physiciens émérite, attirés par le besoin de nous inculquer leur savoir.
Et comme tout ceci n'a plus aucun mystère pour eux, je vais enfin savoir comment émerge la rotation et le mouvement dans le monde classique depuis les propriétés du monde atomique.

La mécanique classique nous a appris à distinguer dans le mouvement d'un corps deux composantes : d'une part, un mouvement extrinsèque, son déplacement ; d'autre part, un mouvement intrinsèque, sa rotation sur lui-même. Ainsi, pour la Terre, on peut aisément séparer sa révolution annuelle autour du Soleil de sa rotation quotidienne sur elle-même. À chacun de ces mouvements du corps considéré est associée une grandeur cinématique spécifique : pour son déplacement, la quantité de mouvement, et pour sa rotation, le moment cinétique (ou angulaire) propre. Il s'agit d'une grandeur vectorielle dont la direction est celle de l'axe de rotation et dont la valeur est proportionnelle à la vitesse angulaire de rotation.


La théorie quantique amende les notions newtoniennes de position et de vitesse, donc l'idée même de mouvement.

Elle conserve cependant leur pertinence aux grandeurs physiques fondamentales – tout en complexifiant leur formalisation mathématique. Ainsi, un objet quantique, ou « quanton », est doté d'un moment cinétique propre, qui traduit ses propriétés rotationnelles, même s'il s'agit d'une notion plus abstraite et moins imagée qu'un mouvement de rotation classique

https://www.pourlascience.fr/sd/phys...-spin-9532.php

Prenez votre temps, je suis tout ouïe.

[ArchoZaure]

Ps je ne vous embête plus mais j'ai lu les livres de la personne sur le site en question et l'émergence est une évidence non quantifiable et non prévisible au début

Oui c'est ce qui apparait dans les cas d'émergence.
Il semblerait que ça soit relié au hasard ET à la multitude et que la propriété "dite émergente" apparaisse rapidement sur la base de l'augmentation de la multitude.
Ce n'est pas un phénomène basé sur des lois linéaires, cad ce n'est par directement proportionnel à la multitude, mais plutôt comme si il y avait un basculement rapide et soudain d'un mode à l'autre.
On retrouve cette même dynamique au cours des changements d'états si je devait donner une exemple, ce sont les changements d'état qui me paraissent le plus parlant.

[JPL]

Comme d'habitude, voilà nos physiciens émérite, attirés par le besoin de nous inculquer leur savoir.
Et comme tout ceci n'a plus aucun mystère pour eux, je vais enfin savoir comment émerge la rotation et le mouvement dans le monde classique depuis les propriétés du monde atomique.

https://www.pourlascience.fr/sd/phys...-spin-9532.php

Prenez votre temps, je suis tout ouïe.

Quel rapport avec la choucroute ?

[ArchoZaure]

Quel rapport avec la choucroute ?

Quel faux problème ?

[noureddine2]

il veut parler du périmètre du flocon. C'est un classique avec les fractales.

On peut avoir une suite infinie ou une fractale infini , moi je demande à voir un exemple de fractale avec surface fini et longueur infini

Par exemple, le flocon de neige de Koch a une longueur infinie, même si sa surface est finie. Cette propriété est émergente, car elle ne peut pas être prédite à partir des propriétés de base des triangles équilatéraux.

Ici Sunyata parle de surface fini et de longueur infini

[Bounoume]

tu as l'explication de la longueur infinie ici au début (courbe de Koch)
https://fr.wikipedia.org/wiki/Flocon_de_Koch

[JPL]

Je crois qu’à l’époque l’idée de courbe continue mais non dérivable en chacun de ses points avait fortement fait tousser les mathématiciens "classiques".