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    • Entropie, énergie et informations : quand la physique et la biologie rejoignent le quotidien

      Publié à 16 h 33 min par Antoine Bocheux, le juillet 20, 2025

      Les idées se croisent parfois d’une manière surprenante. En ouvrant un livre pour s’évader du quotidien. Juste pour le plaisir de découvrir d’autres mondes que nous ne pouvons pas voir mais dont la science nous fait découvrir l’existence. Elle nous aide à en imaginer les contours. Physique, astrophysique, biologie, géologie … les champs de de la sciences sont vastes et variés. L’historien David Christian a eu la bonne idée de réunir toutes ces disciplines pour nos proposer une histoire de la Terre du big bang à nos jours dans son livre « Origines ; une grande histoire du monde du big bang à nos jours »i. Après avoir lu ses deux premières parties sur le cosmos et la biosphère quelques constantes apparaissent.

      Dans la description qu’il fait du cosmos comme dans celle de la biosphère l’opposition entre l’entropie et l’énergie tient une place importante. L’entropie est la tendance de notre univers en expansion à aller vers le désordre. L’énergie, au contraire permet de fusionner la matière vers des atomes puis des molécules toujours plus complexes. Mais quand l’énergie libre qui permet à cette complexité de se former s’épuise, l’entropie reprend le dessus. C’est l’énergie de la gravitation qui permet à des atomes d’hydrogène et d’hélium qui circulent dans l’univers de se regrouper ce qui les réchauffe. Jusqu’à atteindre 10 000 degrés, température à laquelle se forme une réaction de fusion nucléaire qui transforme l’hydrogène en hélium. Une étoile est née. Quand l’hydrogène s’épuise, d’autre atomes plus lourds (avec plus de protons dans leurs noyaux ) se forment, jusqu’à ce que la température de l’étoile devienne tellement élevée qu’elle explose. Et que ses atomes se dispersent dans l’espace. C’est le retour de l’entropie.

      Sur terre, notre planète formée d’atomes issus de poussière d’étoiles ayant explosées, la source d’énergie directe est fournie par le soleil qui lui permet d’atteindre une température propice à la formation de molécules complexes. En simplifiant à grands traits, ces atomes ont finit par donner la vie sous forme de petites cellules procaryote (environ un millième de millimètre). Une sorte de bain liquide constitué de molécules qui restent groupées grâce à un ensemble de réactions chimiques, leur métabolisme. Elles peuvent se reproduire de façon quasi identique grâce à leur ADN. Pour alimenter leur métabolisme, elle ont besoin d’énergie, le plus souvent fournie directement par les photons du soleil grâce à la photosynthèse. Elles ont également besoin d’informations pour s’adapter à leur environnement. Par exemples, elles peuvent détecter la présence de nutriments, de toxines ou d’autres micro-organismes et ajuster leur comportement en conséquence (comme se déplacer vers une source de nourriture ou éviter des substances nocives). Avoir accès à une source d’énergie et à des informations est donc indispensable aux organismes vivants, même les plus simples, pour rester en vie.

      Revenons à notre échelle et à nos activités quotidiennes. Nous aussi avons besoin d’énergie pour vivre. Nous la recevons sous forme de nourriture, en mangeant d’autres animaux ou des végétaux ayant tiré leur énergie du soleil. De l’énergie il nous en faut pour activer nos muscles, pour ranger notre bureau qui est vite envahi par le désordre si nous n’intervenons pas. La tendance naturelle vers l’entropie sans dépense d’énergie se vérifie ici d’une manière imparable ! Même au repos, il faut manger pour vivre, pour alimenter notre cerveau quand nous lisons ou nous rêvons ou tout simplement pour respirer. L’information nous est également nécessaire, pour vérifier qu’il n’y a pas de voiture avant de traverser de la route ou pour ne pas manger des aliments moisis.

      Mais s’informer c’est aussi une dépense d’énergie. Faible quand il s’agit de regarder si une voiture arrive avant de traverser la route, forte quand il s’agit de choisir une voiture à acheter. Encore plus élevée quand il s’agit de gérer une entreprise : suivre la réglementation, la concurrence, les attentes des clients … les besoins d’informations sont énormes. Ces informations sont pourtant nécessaires pour prendre des décisions les plus éclairées possible. Le web est rempli d’informations utiles, disponibles gratuitement encore faut-il le temps de les identifier et encore du temps pour les analyser. Ce temps nécessite de l’énergie, puisqu’il sollicite nos cerveaux. Qui ont leurs limites alors que le volume d’informations disponibles sur le web ne cesse d’augmenter. L’intelligence artificielle et ses datas center gourmands en énergie peut, dans une certaine mesure, aider dans ces tâches de recherche et de traitement de l’information. Mais elle contribue également à produire plus d’informations de « mauvaises » qualités dont le traitement fait perdre de l’énergie. « Fausses » quand elles sont émises avec l’intention d’induire en erreur. Ou tout simplement sans intérêt quand elles ne font que reformuler presque à l’identique des informations déjà émises, créant une surcharge informationnelle qui sature nos cerveaux. Une intervention humaine reste indispensable pour sélectionner les informations à évaluer en évitant le trop peu ou le trop plein d’information, mais aussi de se disperser en se basant sur des informations hors sujet ou sans valeur ajoutée pour l’analyse.

      Si nous savons que traverser la route sans regarder s’il n’y pas de voiture est dangereux, n’oublions pas aussi que l’excès d’information est également dangereux. S’il fallait deux heures pour analyser les détails de la route avant de traverser il serait difficile d’arriver à l’heure à son rendrez-vous. Et compter les fenêtres sur les maisons de chaque côté de la route ne permettrait pas de savoir si la voie est libre pour traverser. L’information c’est un peu comme la nourriture, notre source d’énergie, il n’en faut ni trop ni trop peu et elle doit correspondre à nos besoins pour prendre les bonnes décisions ! L’énergie de nos cerveaux n’est pas illimitée contrairement à la quantité d’informations disponibles sur le web.

      iDavid Christian,  Origines ; une grande histoire du monde du big bang à nos jours , arpa, 2025, 400 pages

      Posté dans Information | 0 Commentaire | Tagué Astrophysique, Biologie, Histoire de la vie, Informations, Intelligence Artificielle
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