Il y a quelques années, je faisais une vidéo sur le Jeu de la vie de Conway, aujourd’hui, c’est en quelque sorte la suite ! https://www.youtube.com/watch?v=PlzV4aJ7iMI
La vidéo du jour raconte l’histoire de ma publication récente en collaboration avec Stuart Bartlett, un des auteurs du concept de LYFE dont j’ai déjà eu l’occasion de parler. https://www.youtube.com/watch?v=J-pV9vxMF8Q Pas beaucoup de compléments à ajouter aujourd’hui, puisque pour les plus courageux il y a la publication elle-même : https://doi.org/10.1103/PhysRevE.106.034401 (Pour l’instant il faut l’accès Physical Review mais on devrait mettre ça sur ArXiv très prochainement !)
Le sujet de la dernière vidéo ? La simplicité et la complexité, l’ordre et le chaos, l’émergence ! http://www.youtube.com/watch?v=qZRYGxF6D3w Allez, et pour ceux qui se demandent ce qu’il se passe en dimension supérieure : la mouche de Langton !
Le monde du vivant tel qu’on le connait est d’une fantastique complexité; et pourtant à la base, il n’est fait que d’un nombre assez limité d’éléments chimiques, qui interagissent selon des lois relativement simples et bien connues. De fait l’apparition de la vie est certainement l’exemple le plus fascinant de cette question que l’on retrouve dans de nombreux domaines de la science :
Comment des objets simples interagissant selon des règles simples, peuvent-ils engendrer des comportements complexes ?
Grâce aux ordinateurs, on peut maintenant étudier cette question au moyen de programmes informatiques. Et de manière étonnante, pas besoin d’une énorme puissance de calcul : même les simulations les plus simples possibles réservent déjà pas mal de surprises. C’est le cas de ce qu’on appelle les automates cellulaires élémentaires.
L’attraction gravitationnelle est une force mystérieuse qui pose bien des ennuis aux physiciens théoriciens. Dans un papier récent [1] qui fait le buzz dans la communauté, Erik Verlinde propose une hypothèse audacieuse : la gravité ne serait pas une force fondamentale, mais un phénomène émergent ayant pour origine la propension qu’a tout système physique à maximiser son entropie.
L’exemple des forces de pression
Quand on considère les forces qui s’exercent sur un objet, certaines sont l’expression macroscopique de forces bien identifiées à l’échelle microscopique, comme par exemple l’interaction électrostatique. D’autres en revanche sont la manifestation d’effets thermodynamiques, sans correspondance directe au niveau microscopique. L’exemple le plus simple, c’est la pression d’un gaz !
La fourmi de Langton est un petit programme informatique qui décrit une fourmi se déplaçant sur les cases d’une grille. Les règles qui régissent le mouvement de la fourmi sont d’une grande simplicité, et pourtant son comportement est complexe et tout sauf anodin. Et personne ne comprend vraiment pourquoi…
Les règles du jeu
Pour jouer à la fourmi de Langton (du nom de son créateur Chris Langton) il vous faut une feuille quadrillée, un crayon et une gomme. Au départ les cases de la grille peuvent être blanches ou noires, mais supposons pour commencer qu’elles sont toutes blanches. Mettez une petite flèche dans une des cases : ce sera votre fourmi, et l’orientation de la flèche indiquera sa direction.
A chaque tour, la fourmi se déplace selon les règles suivantes :
- Si la fourmi est sur une case blanche, elle effectue une rotation vers la gauche; si elle est sur une case noire, elle effectue une rotation vers la droite ;
- La fourmi inverse la couleur de la case sur laquelle elle se trouve (blanc devient noir et réciproquement);
- La fourmi avance d’une case dans la direction de son orientation.
Et on recommence. Facile, non ?