Catégorie : Science

Rasoir d’Occam

Publié Par Mathis LeCorbot dans Science

Le principe du rasoir d’Occam est utilisé en sciences pour départager différentes hypothèses pouvant toutes expliquer un phénomène encore incompris.

Les hypothèses possèdent chacune un certain degré de complexité. Très souvent, la théorie avançant le plus bas taux de complexité est souvent considérée comme la vraie, celle qui s’avèrera exacte après les expérimentations ou observations.

Mais le rasoir d’Occam n’apporte pas une preuve, il nous montre simplement quelle direction privilégier pour optimiser nos chances de découvrir la vérité plus rapidement.

Il est survenu à de multiples reprises que le rasoir d’Occam n’ait pas fonctionné alors que la vérité s’était dissimulée dans des replis ombrageux de théories complexes.

On assiste alors à des changements de paradigmes. On définit une théorie sur de nouvelles bases et on englobe l’ancienne théorie comme une approximation de la nouvelle.

Ce fut le cas avec les théories de la relativité restreinte et générale qui sont éminemment plus complexes que les théories de Galilée et de Newton.

Faisons un pas en arrière et réécrivons l’histoire en inventant une situation qui ne s’est pas produite, mais qui aurait pu. Imaginons-nous au temps de Newton. Einstein lui rend visite et il propose sa théorie de la relativité générale pour expliquer les phénomènes célestes et terrestres de la gravitation. Newton lui propose sa théorie de la gravitation qui s’avère beaucoup plus simple et intelligible.

En appliquant le rasoir d’Occam sur ce conflit opposant deux théories permettant d’expliquer certains phénomènes, on est alors obligé d’opter pour la théorie de la gravitation de Newton puisque aucune observation à cette époque n’aurait pu prouver l’une meilleure que l’autre. Les deux théories auraient donné des résultats comparables, mais celle de Newton est d’une complexité enfantine par rapport celle d’Einstein.

Pourtant on connait la suite. La théorie de Newton a été déclassée par celle de son successeur. Si on persiste à utiliser la première, c’est simplement qu’au quotidien, la précision de la seconde n’est pas requise.

Mais on doit l’admettre, le rasoir d’Occam ne fonctionne pas à tout coup. En fait, fonctionne-t-il vraiment ? Peut-être nous aide-t-il seulement à simplifier une réalité trop complexe pour être avalée en un seul morceau. Ainsi le rasoir d’Occam nous voilerait la vérité plutôt que nous la montrer.

Plusieurs scientifiques et penseurs ont payé un tribut très cher au nom du rasoir d’Occam. Je parlais de Ludwig Boltzmann dans un article précédent. Aujourd’hui je rajoute Alfred Wegener, le père de la théorie de la dérive des continents.

Une foi aveugle en quelque principe finit toujours par rouler ses adeptes dans la farine, le rasoir d’Occam y compris.

Inversion des pôles

Publié Par Mathis LeCorbot dans Géologie, LeCorbot, Science

D’entrée de jeu, une précision très importante. Lorsqu’il est question d’inversion des pôles dans l’actualité, il est toujours question des pôles magnétiques de la Terre, jamais des pôles géographiques. Certains JeConnaisTout semblent incapables de faire la différence entre les deux types. Ils font ainsi toutes sortes de prédictions stupides à partir d’une fausse hypothèse. Les pôles géographiques ne peuvent pas s’inverser à cause de la présence de la Lune, entre autres choses. L’impact de la Terre avec un astéroïde géant pourrait les inverser, mais on crèverait pour une autre raison que l’inversion des pôles géographiques.

Ceci étant clarifié, les pôles magnétiques, eux, certainement qu’ils peuvent s’inverser et ils l’ont fait très souvent dans le passé. La dernière inversion s’est produite voilà 780 000 ans. Comment est-ce possible de savoir ces choses alors qu’il n’y avait personne pour s’en rendre compte ?

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Les planchers océaniques se renouvellent à partir des dorsales qui rejettent de la lave. Les particules ferromagnétiques de cette lave sont sensibles au champ magnétique terrestre et s’orientent selon ce dernier. Lorsque la lave durcit, les particules figent en conservant pour toujours leur orientation magnétique. Il ne reste qu’à lire cette orientation et à mesurer le temps géologique déterminé par la distance séparant les particules aimantées de la dorsale. Connaissant la vitesse à laquelle le plancher océanique se régénère, on obtient le temps. Voilà comment on parvient à mesurer le moment où la dernière inversion et toutes les précédentes se sont produites.

Depuis quelques années, le nord magnétique s’affole. Il se déplace très rapidement du Canada vers la Sibérie. C’est l’un des signes précurseurs d’une inversion, ou à tout le moins d’une excursion si le pôle magnétique se déplace, mais ne bascule pas. Il y a eu 7 excursions depuis le dernier basculement. Les inversions ne semblent pas suivre de périodicité. Certaines inversions furent très rapides, alors que d’autres ont pris encore plus de temps que la dernière dans laquelle nous vivons aujourd’hui. On ne peut donc pas les prédire à partir d’un cycle stable.

Mais le problème ne vient pas de l’inversion des pôles si on exclut l’obsolescence des boussoles. Il vient de l’affaiblissement du champ magnétique avant et après l’inversion. La force du champ magnétique diminue actuellement de 5 % par décennie, 10 fois plus vite qu’avant 1980. De plus, le pôle Nord magnétique se déplace actuellement de 90 km par année du Canada vers la Sibérie. Tous ces signes sont précurseurs d’une inversion qui semble survenir beaucoup plus rapidement qu’imaginée auparavant. La Terre pourrait aussi adopter plusieurs pôles magnétiques Nord et Sud durant l’inversion comme on le voit ici sur la simulation numérique.

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Un champ magnétique plus faible nous protège moins bien des rayons cosmiques et des tempêtes solaires. En haute altitude, comme en avion, nous serons laissés pratiquement sans aucune protection. Et même sur le plancher des vaches, cette protection moindre ouvrira la voie à de multiples conséquences au niveau de notre santé, dont de multiples cas de cancers.

Images : le-veilleur.com; maxicours.com; sites.google.com

Le coût énergétique pour écrire des bits en mémoire

Publié Par Mathis LeCorbot dans LeCorbot, Science, Sciences de l'information, Technologie

Ce que je vais vous apprendre vous surprendra peut-être. Je vais donc tenter de l’expliquer le mieux possible. Considérons qu’un bit de valeur zéro correspond à une tension de zéro volt et un bit de valeur 1 correspond à une tension de 5 volts.

Commençons par donner la réponse théorique à la question posée dans le titre. Quelle puissance est nécessaire pour stocker en mémoire une certaine quantité de bits ? La question étant théorique, la réponse est en première approximation.

La puissance dépensée dans cette opération est de zéro watt. Peu importe si on écrit des zéros (0) ou des uns (1), il n’y a aucune dépense énergétique à inscrire des bits en mémoire, peu importe sa valeur. En première approximation, ça va de soi, et voici pourquoi.

Traitons le cas où il faut écrire 1 en mémoire alors que le niveau initial est à 0. Pour ce faire, vous apportez l’énergie du bloc d’alimentation vers la cellule mémoire grâce à un interrupteur électronique que vous actionnez. Une cellule mémoire possède une résistance électrique valant un chiffre astronomique qu’on qualifie d’infini. D’autre part, si la capacitance de l’unité mémoire, sa capacité d’accumuler des électrons et sa capacité d’accumuler un champ magnétique, son inductance, sont toutes les deux nulles, aucun courant ne circulera même si la tension aux bornes de l’unité mémoire deviendra 5 volts, la valeur du potentiel électrique de la source. Pour inscrire un zéro, on court-circuite simplement l’unité mémoire qui amène la valeur du bit à zéro (0).

Mais où est l’astuce ? Où est la consommation d’énergie ? La consommation d’énergie n’est pas dans l’écriture, mais dans la lecture de la valeur inscrite en mémoire. La lecture exige que l’unité mémoire soit en mesure de faire connaitre sa valeur au système de lecture. Pour ce faire, deux solutions existent. Soit l’unité mémoire a suffisamment accumulé d’électrons durant l’écriture et ainsi elle a consommé du courant durant l’écriture. Si on garde l’écriture sans consommation énergétique, l’autre solution c’est l’unité de lecture qui va devoir consommer pour lire efficacement le contenu de l’unité mémoire.

Peu importe les économies de consommation à l’écriture, quelque part dans le processus opérationnel global qui englobe les lectures, le système finira inévitablement par consommer de l’énergie tôt ou tard.

Il existe un autre domaine d’expertise où la lecture, la détection en d’autres termes, joue aux rabat-joies et c’est en physique quantique. Mais j’aborderai ce sujet dans un autre article.

Ingéniosité et tête de mule

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astronomie, LeCorbot, Science

L’humain est une bête étrange, souvent pour le pire, parfois pour le mieux. Cette vidéo de 5 minutes explique comment des chercheurs sont parvenus à détecter les premières étoiles qui se sont allumées dans notre Univers grâce à un détecteur de la grandeur d’une table de cuisine.

Leur projet allait à l’encontre de l’ensemble de la communauté astronomique qui refusait d’y croire, préférant attendre les télescopes géants censés être opérationnels en 2020 et au-delà, des appareils valant une fortune contre une poignée de petite monnaie pour l’expérience présentée ici.

La courte vidéo est en anglais, mais les images parlent d’elles-mêmes.

Reportage sur le sujet à Radio-Canada.ca

Le vide et l’information

Publié Par Mathis LeCorbot dans Astrophysique, Cosmologie, LeCorbot, Philosophie, Physique, Quantique, Science, Sciences de l'information

Ce n’est pas la première fois que j’en parle, on y arrive tranquillement, graduellement, une brique à la fois. À quoi, demandez-vous ? À la preuve que nous vivons dans un monde informatique, que l’Univers est une simulation numérique, à lire dans Pour la Science ainsi que dans Esprit Science Métaphysiques et sur Radio-Canada. Les liens suivants vous amènent vers mes deux précédents articles dans lesquels j’abordais ce sujet. Univers et simulation et L’utilité véritable d’un trou noir.

Au début du XXe siècle, un pas de géant s’effectue en science avec l’élaboration de la physique quantique, l’une des deux théories qui après un siècle gardent encore toute leur pertinence. La seconde est la physique relativiste.

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Depuis ce temps, on sait qu’il existe des dimensions limites indivisibles, comme des atomes d’espace. Un cube d’espace fondamental appelé « espace de Planck » mesure environ 10-105 mètre cube.

Il existe également des atomes de temps qu’on nomme « ère de Planck » et qui valent 10-43 seconde. Il est donc impossible de savoir ce qui s’est passé au plus près du Big Bang sous cet atome temporel.

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On sait également, preuves expérimentales à l’appui que le vide n’est pas vide. J’en ai déjà parlé dans un autre article. Ce qu’on appelle le vide n’est pas le néant. S’il existe de l’espace, ce n’est pas rien. Ce faux vide est plein d’énergie et s’il possède de l’énergie, il possède de la matière qui se crée spontanément à partir de cette énergie.

Et voilà la dernière brique que la science fondamentale vient de rajouter dans l’équation, le vide serait constitué, non seulement d’énergie, mais aussi d’information.

On pouvait émettre cette hypothèse depuis les travaux de Ludwig Boltzmann, dont j’ai également brièvement parlé sur ce blogue, en y ajoutant le concept des unités de mesure fondamentales de Planck.

L’Univers, même vide de toute matière, serait quand même constitué de briques fondamentales d’information et on peut facilement imaginer qu’elle s’alimente à partir de l’énergie du vide.

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Tout ceci constitue un puzzle dont toutes les pièces se mettent en place les unes après les autres pour finalement apporter la preuve que nous sommes des constituants calculés, mais ayant de multiples degrés de liberté. Il ne faut pas croire que les programmes informatiques amènent des résultats nécessairement prédéterminés qui feraient que tout l’avenir serait décidé à partir du moment où l’ordinateur Universel commence à exécuter lesdits programmes, en l’occurrence à partir du Big Bang.

Ce qu’il faut surtout retenir, c’est le principe que l’Univers est information au sens informatique du terme, c’est-à-dire une information ayant des constituants de base indivisibles, comme le bit est celui de notre société technologique actuelle.

Je cite le scientifique Trhnh Xuan Thuan « Le vide est la matrice de tout » à lire dans Science et Avenir.

Photos : http://irfu.cea.fr; http://discovermagazine.com/; https://fineartamerica.com; http://bigthink.com.

Voici pourquoi la Terre n’est pas creuse

Publié Par Mathis LeCorbot dans Géologie, LeCorbot, Science

Certains conspirationnistes en mal de sensations, mais surtout d’attention crient haut et fort que la Terre est creuse. Une fois encore, ces individus auraient eu intérêt à rester en classe et à écouter leurs profs plutôt que de sécher leurs cours. Ils auraient dit moins d’âneries.

Évidemment, la Terre recèle des grottes, mais ces petites cavités tout juste sous la surface ne font pas une Terre creuse, tout comme nos pores de peau ne font pas de notre corps un objet creux.

Nous savons avec certitude que la Terre n’est pas creuse et nous n’avons pas eu besoin de creuser pour le prouver. Les tremblements de Terre permettent de le savoir avec grande précision. Les ondes sismiques se déplacent à des vitesses différentes dans l’air, dans le magma et dans un corps métallique solide.

En mesurant les temps qu’un séisme met à traverser la Terre dans différentes directions, on peut connaitre la nature de son contenu. Et devinez ? Les ondes ne traversent pas de vastes régions vides de matière solide sinon les temps de propagation auraient été plus importants.

Cette méthode nous a même permis de savoir qu’au cœur de la Terre se trouve une graine solide (noyau interne) et on a même mesuré ses dimensions, 1 278 km. Personne n’a eu besoin de creuser à la pelle pour découvrir comment la Terre est constituée.

Les autres couches de la Terre sont le noyau externe, le manteau inférieur, le manteau supérieur et enfin la croûte, toutes avec des propriétés de propagation sonore différentes. Ces connaissances ne sont pas des délires de géologues qui se sont levés un beau matin en se disant : « Tiens, aujourd’hui, pourquoi on n’inventerait pas un contenu à la Terre ? » Ce sont des faits avérés par des méthodes scientifiques éprouvées.

Chaque fois qu’un tremblement de terre secoue notre planète, les sismographes disséminés partout sur la surface solide de la Terre permettent de nous faire connaitre son contenu interne et ses dimensions avec grande précision. À chaque séisme, encore et encore et encore et enc…

Vivre à l’envers

Publié Par Mathis LeCorbot dans Humour, LeCorbot, Philosophie

Jeune, je voulais vivre ma vie à l’envers des autres. Quand ma mère m’a demandé ce que je voulais dire, je lui ai répondu :

« Je veux commencer par mourir jusqu’à ma naissance, puis rester vivant tout le reste du temps. »

Bloguer, twitter, de kessé ?

Publié Par Mathis LeCorbot dans Langue française, LeCorbot, Sciences de l'information

En ce qui concerne le média, j’utilise l’orthographe « blogue » acceptée dans le Grand Robert. Rendre français un terme d’une autre langue avec une orthographe plus proche de l’orthographe des mots français se fait depuis toujours.

Quant au verbe, lorsque j’écris un roman, je ne romance pas,  j’écris. Le verbe existe, mais sa signification est différente. Quand j’écris des poèmes, je ne poétise pas, j’écris. Quand j’écris des essais, je n’essaye pas, j’écris. Quand j’écris dans un journal, je ne journalise pas, j’écris. Quand j’écris des pièces de théâtre, vous aurez compris que je ne piècedethéâtrise pas. Et quand j’écris un article de blogue, j’écris aussi. C’est tellement plus simple. Je publie un article sur mon blogue. Évidemment, avant de le publier, je le compose, je le révise, je le corrige. Ces mots existent et je ne vois aucune utilité à trouver d’autres termes à chaque fois qu’un nouveau média fait son apparition dans nos vies. Un néologisme francisé pour les noms communs définissant le média utilisé, c’est parfait. Mais les verbes d’action, de grâce, retenons nos ardeurs ! Ça reste toujours un travail d’écriture, rien de plus. On peut aussi coder, crypter et encoder si on écrit en morse ou en java ou en TSQL ou en hiéroglyphes. Cependant, on n’a jamais morsé, javanisé, tsqlisé  ou hiéoréglyphisé.

La même confusion s’est produite avec les « alunissages ». Quand on va sur Mars, sur Vénus, sur Phobos ou sur la Lune, on atterrit. On ne marsit pas, on ne vénusit, comme on ne devrait pas plus phobosir. Le verbe alunir et son nom commun alunissage peuvent se comprendre, car c’était la première fois que l’humanité atterrissait sur un autre astre. Mais si on est obligé d’inventer un nouveau verbe et tous ses dérivés et conjugaisons à chaque astre sur lequel on va poser un objet ou nos pieds, on n’a pas fini d’inventer des mots inutiles.

Donc, j’écris toujours dans ou sur quelque chose. Il ne me reste plus qu’à nommer le média. Nouveau média ? Nouveau nom commun, that’s it. Pas nécessaire d’inventer des verbes avec toutes ses conjugaisons et dérivés.

Je ne twit, twite, twitte, tweet, tweete, ou touitte pas. J’écris sur mon fil Twitter. Et puisque Twitter est une marque de commerce, pas un nom commun ni un verbe, aucune traduction n’est nécessaire. On peut aussi gazouiller, faire des gazouillis si on est un gazouilleur. Ces mots existants peuvent parfaitement s’appliquer au fait d’écrire sur un fil Twitter.

Donc, puisque je tiens un blogue, suis-je un blogueur ? Le Grand Robert le reconnait, car  il n’existait aucun équivalent. C’est comme dire que je suis un rocker parce que je joue de la musique rock. Cependant, il n’existe pas des mots pour chaque style musical. Reggaeur, classiqueur, r&beur, souleur, musiquedascenseureur ou jesaispasdansquelcatégorieclasserceluilaeur n’ont jamais existé. Je ne suis donc pas obligé d’inventer une profession à chaque média différent.

Il ne faut pas se tromper, je suis le premier à demander des néologismes en français dans le monde de la technologie, mais pas au détriment des règles de la composition des mots en français. Cependant, on cherche à imiter les anglos qui rendent commun la moindre marque de commerce et de dériver tous les adjectifs et verbes, comme si écrire n’existait plus à partir du moment où on le fait sur son compte Twitter, ou sur la FaceDeBouc ou lorsqu’on envoie un texto.

Alors, calmons nos ardeurs sur les verbes néologiques inutiles et continuons simplement d’écrire puisque c’est exactement ce qu’on fait et qu’il n’existe pas de verbe plus précis qu’« écrire » pour désigner ce qu’on fait quand on « écrit ». Par contre, enrichissons notre vocabulaire en ajoutant des mots français pour désigner les différents médias.

Je termine sur l’horreur suivante, le verbe « googler » pour montrer l’imbécillité de la chose en ce qui concerne les mauvais et inutiles verbes. Je garde pour moi la marque de papier que j’utilise lorsque je vais au petit coin et j’évite surtout d’en faire un verbe. Je continue toujours à me tor…dre en deux quand j’entends « j’ai googlé ».

Nommer les nombres jusqu’à 1000 decilliards

Publié Par Mathis LeCorbot dans Langue française, LeCorbot, Mathématiques

Dans l’article précédent, nous avons vu comment le mot billion s’est créé à partir de la valeur million de million (bi-llion), ainsi que le mot milliard qui se situe entre million et billion et qui vaut 1 000 millions.

La règle est claire et peut s’étendre aux valeurs plus grandes. Millier de million de million se nommera billiard tandis que million de millions de millions se nommera trillion (tri-llion).

Cette façon de construire des noms de quantités se poursuit aussi loin que nécessaire avec trilliard, quadrillion, quadrilliard, quintillion, quintilliard, sextillion, sextilliard, septillion, septilliard, octillion, octilliard, nonillion, nonilliard, decillion, decilliard…

En changeant de mot à chaque fois qu’une valeur est plus grande ou égale à 1 000 on évite de trainer un nombre de plus de 3 chiffres. Donc, une fois rendu à 999, on évitera de dire 1 000 en changeant les termes se terminant par -llion par -lliard ou ceux se terminant en -lliard en -llion de l’échelon supérieur.

Maintenant, on peut connaitre précisément le nom d’un nombre sans recourir au dictionnaire en connaissant les échelons définis par le préfixe et le multiplicateur en utilisant le suffixe.

1er échelon mi + llion vaut 1 000 milliers ou 106
                      mi + lliard vaut 1 000 millions ou 109
2e échelon bi + llion vaut 1 000 milliards ou 1 012
                    bi + lliard vaut 1 000 billions ou 1 015
3e échelon tri + llion vaut 1 000 billiards ou 1 018
                    tri + lliard vaut 1 000 trillions ou 1 021
4e échelon quadri + llion vaut 1 000 trilliards ou 1 024
                    quadri + lliard vaut 1 000 quatrillions ou 1 027
5e échelon quinti + llion vaut 1 000 quatrilliards ou 1 030
                    quinti + lliard vaut 1 000 quintillions ou 1 033
6e échelon sexti + llion vaut 1 000 quintilliards ou 1 036
                    sexti + lliard vaut 1 000 sextillions ou 1 039
et ainsi de suite.

On remarque que chaque échelon a 2 suffixes possibles, -llion et -lliard
Chaque préfixe en caractères italiques correspond à son échelon :
bi pour 2e; tri pour 3e;… septi pour 7e; octi pour 8e; noni pour 9e; deci pour 10e

Voilà, vous savez maintenant nommer tous les nombres en français de un jusqu’à mille decilliards ou 1066. C’est le nombre 1 suivi de 66 zéros. Pas mal, non ?

Du billion et du capitaine Haddock

Publié Par Mathis LeCorbot dans Langue française, LeCorbot, Mathématiques

Que vaut un billion ? En français, le mot « billion » souffre d’une étrange maladie. Il s’est déjà dégonflé de mille fois sa valeur initiale. Dans mon dictionnaire, 1 billion peut donc valoir 1 000 milliards, mais aussi 1 000 millions. C’est 1 000 fois plus petit. Quelle chose extraordinaire pour un mot désignant une valeur censée être parfaitement précise ! Toutefois, le problème vient d’un usage abusif de ce mot. Voici l’explication de cette étonnante aberration.

Au XVe siècle, un certain Jehan ADAM est le premier (un autre ! décidément !) à donner un nom à la valeur 1 million de millions. Puisque le mot million revient deux fois, il nomme ce nombre « bymillion » qui donnera par la suite le mot « billion ». Il en profite donc pour pousser le concept plus loin en donnant des noms différents chaque fois qu’on multiplie 1 million aux précédents. La valeur 1 million de millions de millions s’appelle 1 trimillion qui donnera le mot trillion et ainsi de suite. La logique est excellente et parfaitement compréhensible.

Mais certains scientifiques des siècles ultérieurs ont un problème à résoudre que cette nomenclature laisse en plan. Ils ont besoin d’un nouveau mot, non pas seulement pour des multiples de 1 million, mais aussi pour des multiples de 1 000. Ainsi, entre 1 million et 1 billion, ils veulent un mot pour la valeur 1000 millions. Et c’est là où tout part en vrille. Plutôt que d’inventer un nouveau terme, ils recyclent un mot déjà existant, mais très peu utilisé, je vous le donne en mille (wow !), eh oui ! c’est le mot « billion ».

Et voilà comment un mot inventé parfaitement bien construit désignant une valeur numérique précise a vu sa valeur coupée par mille.

Cette fois-là, la langue française garde ses culottes bien attachées et refuse le changement malgré l’usage et considère celui-ci comme étant de mauvais aloi. Billion continuera de valoir 1 million de millions. De toute façon, au XVIe siècle, un certain Peletier avait déjà inventé le terme « milliart », aujourd’hui « milliard », pour désigner le millier de millions.

Cependant, les anglophones continuent d’utiliser le terme chapardé « billion » pour nommer le milliard. Et c’est pourquoi aujourd’hui, 1 billion francophone est 1 000 fois plus grand qu’un billion anglophone. Donc, ne vous fiez jamais à un anglophone s’il dit vous devoir « one billion dollars » et qu’il vous doit en réalité « un billion de dollars ».

En résumé, en français, la bonne façon de dire « mille millions », c’est « un milliard ». Et « un million de millions », c’est « un billion »… ça équivaut aussi à « mille milliards ».

Le capitaine Haddock le savait parfaitement lorsqu’il jurait en disant « mille milliards de mille millions de mille sabords ». Il aurait pu écourter son juron en disant « mille milliards d’un billion de sabords ».