18/06/2024 La conscience selon Koch

Pour le neuroscientifique Christof Koch, la conscience apparaît dans tous les systèmes d’information atteignant une certaine complexité. Tous les animaux, y compris le simple ver de terre, sont conscients. Même des articles publiés sur un support réactif tel que Internet peuvent l’être. Cette conviction, partagée par de nombreux philosophes et par un nombre croissant de scientifiques, est nommée le panpsychisme.

D’ou vient la conscience ?. Nous sommes convaincus qu’elle existe, au moins en ce qui nous concerne. Mais comment peut-elle apparaître dans nos cerveaux, à partir de simples processus chimiques et électrique ? Le mystère demeure entier.

Christof Koch, directeur de recherche au Allen Institute for Brain Science, est convaincu du fait qu’il connait la réponse. Depuis trente ans, il a étudié les bases neurologiques de la conscience. Ses responsabilités au Allen Institute lui ont permis d’être le promoteur d’un projet international dit the BRAIN Initiative dont le travail devrait débuter en 2024. Il a écrit de nombreux ouvrages sur cette question, dont en 2023  Consciousness: Confessions of a Romantic Reductionist.

Plus récemment, voir NewScientist Are you conscious 8 june 2024 p 28

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Nous reprenons ici, sans le traduire faute de temps un entretien sur ce sujet publié par Wired en 2013

WIRED: How did you come to believe in panpsychism?

Christof Koch: I grew up Roman Catholic, and also grew up with a dog. And what bothered me was the idea that, while humans had souls and could go to heaven, dogs were not suppose to have souls. Intuitively I felt that either humans and animals alike had souls, or none did. Then I encountered Buddhism, with its emphasis on the universal nature of the conscious mind. You find this idea in philosophy, too, espoused by Plato and Spinoza and Schopenhauer, that psyche — consciousness — is everywhere. I find that to be the most satisfying explanation for the universe, for three reasons: biological, metaphysical and computational.

WIRED: What do you mean?

Koch: My consciousness is an undeniable fact. One can only infer facts about the universe, such as physics, indirectly, but the one thing I’m utterly certain of is that I’m conscious. I might be confused about the state of my consciousness, but I’m not confused about having it. Then, looking at the biology, all animals have complex physiology, not just humans. And at the level of a grain of brain matter, there’s nothing exceptional about human brains.

Only experts can tell, under a microscope, whether a chunk of brain matter is mouse or monkey or human — and animals have very complicated behaviors. Even honeybees recognize individual faces, communicate the quality and location of food sources via waggle dances, and navigate complex mazes with the aid of cues stored in their short-term memory. If you blow a scent into their hive, they return to where they’ve previously encountered the odor. That’s associative memory. What is the simplest explanation for it? That consciousness extends to all these creatures, that it’s an immanent property of highly organized pieces of matter, such as brains.

WIRED: What do you mean?

Koch: My consciousness is an undeniable fact. One can only infer facts about the universe, such as physics, indirectly, but the one thing I’m utterly certain of is that I’m conscious. I might be confused about the state of my consciousness, but I’m not confused about having it. Then, looking at the biology, all animals have complex physiology, not just humans. And at the level of a grain of brain matter, there’s nothing exceptional about human brains.

Only experts can tell, under a microscope, whether a chunk of brain matter is mouse or monkey or human — and animals have very complicated behaviors. Even honeybees recognize individual faces, communicate the quality and location of food sources via waggle dances, and navigate complex mazes with the aid of cues stored in their short-term memory. If you blow a scent into their hive, they return to where they’ve previously encountered the odor. That’s associative memory. What is the simplest explanation for it? That consciousness extends to all these creatures, that it’s an immanent property of highly organized pieces of matter, such as brains.

WIRED: That’s pretty fuzzy. How does consciousness arise? How can you quantify it?

Koch: There’s a theory, called Integrated Information Theory, developed by Giulio Tononi at the University of Wisconsin, that assigns to any one brain, or any complex system, a number — denoted by the Greek symbol of Φ — that tells you how integrated a system is, how much more the system is than the union of its parts. Φ gives you an information-theoretical measure of consciousness. Any system with integrated information different from zero has consciousness. Any integration feels like somethingto that system. When it’s dissolved, it does not feel that anymore. It’s not that any physical system has consciousness. A black hole, a heap of sand, a bunch of isolated neurons in a dish, they’re not integrated. They have no consciousness. But complex systems do. And how much consciousness they have depends on how many connections they have and how they’re wired up. WIRED: Ecosystems are interconnected. Can a forest be conscious?

Koch: In the case of the brain, it’s the whole system that’s conscious, not the individual nerve cells. For any one ecosystem, it’s a question of how richly the individual components, such as the trees in a forest, are integrated within themselves as compared to causal interactions between trees.

The philosopher John Searle, in his review of Consciousness, asked, « Why isn’t America conscious? » After all, there are 300 million Americans, interacting in very complicated ways. Why doesn’t consciousness extend to all of America? It’s because integrated information theory postulates that consciousness is a local maximum. You and me, for example: We’re interacting right now, but vastly less than the cells in my brain interact with each other. While you and I are conscious as individuals, there’s no conscious Übermind that unites us in a single entity. You and I are not collectively conscious. It’s the same thing with ecosystems. In each case, it’s a question of the degree and extent of causal interactions among all components making up the system.

WIRED: The internet is integrated. Could it be conscious?

Koch: It’s difficult to say right now. But consider this. The internet contains about 10 billion computers, with each computer itself having a couple of billion transistors in its CPU. So the internet has at least 10^19 transistors, compared to the roughly 1000 trillion (or quadrillion) synapses in the human brain. That’s about 10,000 times more transistors than synapses. But is the internet more complex than the human brain? It depends on the degree of integration of the internet.

For instance, our brains are connected all the time. On the internet, computers are packet-switching. They’re not connected permanently, but rapidly switch from one to another. But according to my version of panpsychism, it feels like something to be the internet — and if the internet were down, it wouldn’t feel like anything anymore. And that is, in principle, not different from the way I feel when I’m in a deep, dreamless sleep.

WIRED: Internet aside, what does a human consciousness share with animal consciousness? Are certain features going to be the same?

Koch: It depends on the sensorium [the scope of our sensory perception —ed.] and the interconnections. For a mouse, this is easy to say. They have a cortex similar to ours, but not a well-developed prefrontal cortex. So it probably doesn’t have self-consciousness, or understand symbols like we do, but it sees and hears things similarly.

In every case, you have to look at the underlying neural mechanisms that give rise to the sensory apparatus, and to how they’re implemented. There’s no universal answer.

WIRED: Does a lack of self-consciousness mean an animal has no sense of itself?

Koch: Many mammals don’t pass the mirror self-recognition test, including dogs. But I suspect dogs have an olfactory form of self-recognition. You notice that dogs smell other dog’s poop a lot, but they don’t smell their own so much. So they probably have some sense of their own smell, a primitive form of self-consciousness. Now, I have no evidence to suggest that a dog sits there and reflects upon itself; I don’t think dogs have that level of complexity. But I think dogs can see, and smell, and hear sounds, and be happy and excited, just like children and some adults.

Self-consciousness is something that humans have excessively, and that other animals have much less of, though apes have it to some extent. We have a hugely developed prefrontal cortex. We can ponder.

WIRED: How can a creature be happy without self-consciousness?

Koch:: When I’m climbing a mountain or a wall, my inner voice is totally silent. Instead, I’m hyperaware of the world around me. I don’t worry too much about a fight with my wife, or about a tax return. I can’t afford to get lost in my inner self. I’ll fall. Same thing if I’m traveling at high speed on a bike. It’s not like I have no sense of self in that situation, but it’s certainly reduced. And I can be very happy.

WIRED: I’ve read that you don’t kill insects if you can avoid it.

Koch: That’s true. They’re fellow travelers on the road, bookended by eternity on both sides.

WIRED: How do you square what you believe about animal consciousness with how they’re used in experiments?

Koch: There are two things to put in perspective. First, there are vastly more animals being eaten at McDonald’s every day. The number of animals used in research pales in comparison to the number used for flesh. And we need basic brain research to understand the brain’s mechanisms. My father died from Parkinson’s. One of my daughters died from Sudden Infant Death Syndrome. To prevent these brain diseases, we need to understand the brain — and that, I think, can be the only true justification for animal research. That in the long run, it leads to a reduction in suffering for all of us. But in the short term, you have to do it in a way that minimizes their pain and discomfort, with an awareness that these animals are conscious creatures.

WIRED: Getting back to the theory, is your version of panpsychism truly scientific rather than metaphysical? How can it be tested?

Koch: In principle, in all sorts of ways. One implication is that you can build two systems, each with the same input and output — but one, because of its internal structure, has integrated information. One system would be conscious, and the other not. It’s not the input-output behavior that makes a system conscious, but rather the internal wiring.

The theory also says you can have simple systems that are conscious, and complex systems that are not. The cerebellum should not give rise to consciousness because of the simplicity of its connections. Theoretically you could compute that, and see if that’s the case, though we can’t do that right now. There are millions of details we still don’t know. Human brain imaging is too crude. It doesn’t get you to the cellular level.

The more relevant question, to me as a scientist, is how can I disprove the theory today. That’s more difficult. Tononi’s group has built a device to perturb the brain and assess the extent to which severely brain-injured patients — think of Terri Schiavo — are truly unconscious, or whether they do feel pain and distress but are unable to communicate to their loved ones. And it may be possible that some other theories of consciousness would fit these facts.

WIRED: I still can’t shake the feeling that consciousness arising through integrated information is — arbitrary, somehow. Like an assertion of faith.

Koch: If you think about any explanation of anything, how far back does it go? We’re confronted with this in physics. Take quantum mechanics, which is the theory that provides the best description we have of the universe at microscopic scales. Quantum mechanics allows us to design MRI and other useful machines and instruments. But why should quantum mechanics hold in our universe? It seems arbitrary! Can we imagine a universe without it, a universe where Planck’s constant has a different value? Ultimately, there’s a point beyond which there’s no further regress. We live in a universe where, for reasons we don’t understand, quantum physics simply is the reigning explanation.

With consciousness, it’s ultimately going to be like that. We live in a universe where organized bits of matter give rise to consciousness. And with that, we can ultimately derive all sorts of interesting things: the answer to when a fetus or a baby first becomes conscious, whether a brain-injured patient is conscious, pathologies of consciousness such as schizophrenia, or consciousness in animals. And most people will say, that’s a good explanation.

If I can predict the universe, and predict things I see around me, and manipulate them with my explanation, that’s what it means to explain. Same thing with consciousness. Why we should live in such a universe is a good question, but I don’t see how that can be answered now.

https://www.wired.com/2013/11/christof-koch-panpsychism-consciousness/

18/06/2024 De la guerre en Ukraine à un conflit nucléaire mondial

Pour Ivan Timofeïev, directeur des programmes du club russe de discussion Valdaï, ce risque augmente de jour en jour. N’ayant pas accès aux sources russes, du fait de l’absurde politiques de sanctions imposée par l’Occident à la Russie, nous nous appuyons sur des informations fournies par Philippe Grasset, sur son site Dededensa. Voir notamment https://www.dedefensa.org/article/risques-nucleaires-et-election-us

«  Une fois de plus est abordée la question, ici scénarisée précisément, d’un affrontement en Ukraine aboutissant à l’utilisation d’une arme nucléaire, puis à un conflit nucléaire mondial et totalement dévastateur. Pour certains théoriciens et philosophes qui ont réfléchi au problème posé par une telle perspective, l’avenir au-delà d’un tel conflit porté au niveau stratégique global où il n’y a pas de gagnant, est tout simplement impensable.

(autrement dit, ce serait la fin de toutes les civilisations).

À proprement parler, les pays de l’OTAN sont impliqués depuis longtemps dans le conflit. Cela revêt plusieurs formes.

Premièrement, les pays occidentaux fournissent à Kiev une aide financière et militaire substantielle, notamment des systèmes d’armes de plus en plus sophistiqués et destructeurs. Comme les stocks d’armes de type soviétique dans les arsenaux des anciens alliés de l’URSS au sein de l’Organisation du pacte de Varsovie ont été épuisés, l’armée ukrainienne reçoit de plus en plus d’armements et de munitions d’origine occidentale.

Jusqu’à présent, les livraisons de masse ont été limitées par les capacités de production de l’industrie de défense occidentale et par la taille des stocks existants. Mais si les hostilités de poursuivent, la capacité industrielle pourrait augmenter. L’augmentation des approvisionnements est également inévitable en cas de trêve, ce qui permettrait à l’Ukraine de se préparer à une nouvelle phase des hostilités.

Moscou paraît se préparer au pire des scénarios, à savoir une augmentation constante de l’aide militaire occidentale à l’Ukraine. Outre la fourniture d’armes et de munitions, cette assistance comprend la formation de personnel, l’aide au développement de l’industrie et des infrastructures militaires, ainsi que le remboursement des dépenses dans d’autres domaines qui permettent à l’Ukraine de concentrer ses ressources sur le secteur de la défense.

Deuxièmement, l’Ukraine jouit d’un large soutien occidental sous forme de renseignements, y compris des données techniques provenant de satellites, de radars, d’avions de reconnaissance, etc. Les informations reçues permettent de mener un large éventail d’opérations, de la délimitation du théâtre d’opérations à l’identification de cibles spécifiques. Les fournisseurs de données peuvent être sélectifs pour en octroyer l’accès à la partie ukrainienne. Mais leur utilisation dans des opérations militaires contre la Russie ne fait aucun doute.

Troisièmement, des spécialistes militaires citoyens de pays de l’OTAN prennent part aux opérations militaires. Leur rôle n’est pas toujours officiel. Il peut s’agir de volontaires ou simplement de mercenaires sur la participation desquels les autorités de leurs pays ferment les yeux. Selon les estimations de la Russie, leur nombre était d’environ 2 000 en octobre 2023. Que cela soit exact ou non, il est clair que des étrangers se battent du côté de l’Ukraine, que leur participation est systématique et non fortuite, et qu’au moins certains d’entre eux sont des citoyens de pays occidentaux. Leur mort pourra être un prétexte à une intervention armée directe.

Un éventuel succès militaire majeur de l’armée russe.

Jusqu’à présent, la situation sur le front reste relativement stable. Mais l’armée de Moscou a déjà remporté d’importantes victoires locales, accru la pression, pris l’initiative, élargi le front offensif et peut-être accumulé des réserves pour des actions plus décisives.

Il n’y a aucun signe de reprise de la contre-offensive ukrainienne de l’année dernière. Kiev serait à court de munitions, bien qu’à l’avenir, ce déficit puisse être comblé par des fournitures extérieures. Des attaques périodiques sur le territoire russe avec des missiles de croisière, des drones et de l’artillerie causent des dégâts et des victimes, mais ne perturbent pas la stabilité du front.

De plus, de telles frappes renforcent la détermination de la Russie à créer des zones tampons, c’est-à-dire des territoires depuis lesquels Kiev ne pourra pas attaquer des cibles dans les régions russes.

Un éventuel effondrement de certains secteurs du front ukrainien et des avancées territoriales importantes des forces russes vers l’ouest deviennent un scénario de plus en plus réaliste.

Le fait qu’aucune avancée ni percée profonde n’ait eu lieu depuis un certain temps ne signifie pas que cela ne sera pas possible à l’avenir. Au contraire, cette probabilité augmente en raison de l’expérience au combat de l’armée russe, des fournitures du complexe militaro-industriel au front, des pertes du côté ukrainien, des retards dans la livraison du matériel occidental, etc.

La capacité de l’armée russe à réaliser de telles avancées et percées augmente également. Une offensive majeure réussi de l’armée russe vers Kharkov, Odessa ou une autre grande ville pourrait devenir le déclencheur d’une intervention occidentale directe.

L’intervention occidentale pourrait prendre plusieurs formes. Elle peut commencer par l’utilisation d’infrastructures, notamment des aérodromes des pays de l’OTAN. Un scénario plus radical consisterait à déployer un contingent issu de certains pays de l’OTAN à la frontière entre l’Ukraine et la Biélorussie. Enfin, une option encore plus radicale serait le déploiement de contingents militaires des pays de l’OTAN sur la ligne de front

Chacun de ces scénarios implique un affrontement direct entre les forces russes et celles de l’OTAN. Une telle situation poserait inévitablement la question d’une implication plus profonde des adversaires et, à plus long terme, d’un transfert du conflit militaire vers d’autres zones de contact avec la Russie, notamment la région baltique. À ce stade, il sera encore plus difficile d’arrêter l’escalade. Plus les pertes seront importantes pour les deux parties, plus le tourbillon des hostilités augmentera et plus elles se rapprocheront du seuil d’utilisation des armes nucléaires. Et alors il n’y aura plus de vainqueurs  » 

NB. Nous avons simplifié la forme mais, espérons le, en en conservant l’esprit 

17/06/2024 Le temps pourrait-il être une illusion quantique ?

Le temps peut ne pas être un élément fondamental de notre réalité physique. De nouveaux calculs montrent qu’il émerge de l’intrication quantique, dans laquelle deux objets sont si étroitement liés que troubler l’un peut troubler l’autre, quelle que soit leurs distances dans l’univers.

Pendant des siècles le temps a été considéré en physique comme un élément essentiel indiscutable, à tel point qu’il n’était pas nécessaire de le définir. Cette conception a changé dans les années 1900, quand la relativité et la physique quantique proposèrent des définitions du temps conflictuelles.

Pour la relativité, le temps est lié à l’apparition de l’univers. Notre réalité physique s’inscrit dans le concept d’espace-temps. Selon celui-ci, le temps de déforme ou se dilate en présence de la réalité.

A l’opposé, la théorie quantique considère le temps comme non malléable et donc qui ne se modifie pas, de même que les autres propriétés d’un objet quantique. Ainsi, observer le passage du temps nécessite un observateur qui consulte une horloge extérieure à cette procédure.

De plus les deux théories observent les objets à des échelles profondément différentes, celles des étoiles et celles des atomes. Cependant comme les uns et les autres objets composent le même univers, beaucoup de scientifiques considèrent que la définition du temps devrait être la même dans les deux cas. 

C’est le cas d’Allessandro Coppo du Centre National italien de la Recherche et de ses collègues qui recherchent une définition identique.

Pour y arriver, ils s’appuient sur l’idée que lorsque nous voyons un objet changer avec le temps, c’est seulement parce que cet objet est intriqué avec une horloge. Autrement dit, un observateur tout à fait extérieur ne constaterait aucune modification de l’objet.

Dans la version mathématique qu’il se donne de ce concept, Coppo représente l’horloge sous la forme d’un système de petites barres magnétiques intriquées avec un oscillateur harmonique quantique ( https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_harmonic_oscillator) . I

l a constaté que ce système pouvait être considéré comme une version de l’équation de Schrödinger (https://www.quantamagazine.org/real-life-schrodingers-cats-probe-the-boundary-of-the-quantum-world) aujourd’hui utilisée pour prévoir le comportement des particules quantiques .

Cependant les deux approches présentent une différence essentielle. Alors que l’équation de Schrödinger utilise une variable que nous appelons le temps, la nouvelle équation proposée contient une variable qui énumère les états quantiques des barres magnétiques . Voir Magnetic clock for a harmonic oscillator https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.109.052212

Coppo et ses collègues constatèrent alors, différences d’échelle mises à part, que pour des objets classiques tels que des ballons de foot-ball, le temps pouvait être une conséquence de l’intrication quantique de ces objets. Cela voudrait-il dire que la nature serait profondément quantique? Dans ce cas, aux origines de l’univers, après le Big Bang, si le phénomène de l’intrication n’était pas apparu, aucune évolution ne se serait produite.

Pour Allessandro Coppo, Vlatko Védral de l’université de Leeds et Basil Mohammed Altaie de l’université de Yarmouk, Jordanie, qui ont collaboré aux études résumées ci-dessus, le plus urgent maintenant serait de préparer des expériences qui les mettraient à l’épreuve. Ceci serait déterminant pour l’élaboration d’une future théorie de la gravité quantique.

Merci à Karmela Padavic-Callahan du NewScientist (Time may be a quantum illusion)

15/06/2024 La rétrocausalité dans le monde quantique

La théorie de la relativité générale d’Einstein prévoit la possibilité de déformer le temps à un degré tel qu’il se replie sur lui-même, créant ainsi une boucle temporelle. Voyager dans cette boucle signifie qu’à un moment donné, le voyageur se retrouve dans le passé et peut recommencer à revivre les jours déjà vécus, le cas échéant indéfiniment.

Ces constructions sont souvent appelées « courbes fermées de genre temps » (CTC), et communément baptisées « machines temporelles ». Les machines à remonter le temps sont un sous-produit de voyages à des vitesses plus grandes que celles de la lumière et leur compréhension peut améliorer notre connaissance du fonctionnement de l’univers. Cependant, il est admis que nul humain ne peut effectuer un tel voyage. Mais qu’en est-il des particules ?

Comme on pouvait le supposer, des physiciens ont imaginé des particules se déplaçant plus vite que la lumière. Il s’agit des tachyons. Ce terme désigne des particules hypothétiques constituant essentiellement une expérience de pensée sur la possibilité d’existence de particules atteignant des vitesses supraluminiques sans contredire la relativité. En effet, dans son article de 1967 décrivant ces particules,  le physicien Gérald Feinberg posait son « principe de réinterprétation » qui empêche d’employer les tachyons pour communiquer de l’énergie ou de l’information à vitesse supraluminique.

Au contraire des particules ordinaires, dont la vitesse est obligatoirement inférieure à celle de la lumière, les tachyons ont une vitesse obligatoirement supérieure à celle-ci. Suivant les équations de relation entre la masse et l’énergie, cela implique également que la masse au repos d’un tachyon est un nombre imaginaire.

Un tachyon ne correspondrait pas à une particule ayant une réalité matérielle mais serait une indication que la théorie dans laquelle il apparaît possède une forme d’instabilité. Dans ce cas c’est un signe que la théorie a été formulée en faisant un mauvais choix de variables. Lorsque l’on formule la théorie en prenant de bonnes variables les tachyons disparaissent.

Ceci dit, ces réflexions portent sur des particules de la physique classique. Qu’en serait-il de la physique quantique. Aujourd’hui le physicien Seth Lloyds du MIT s’efforce de montrer que ces boucles dans le passé, les CTC, seraient non seulement possibles en théorie mais réalisables en pratique.

La théorie prévoit déjà que deux particules quantiques peuvent être intriquées, quelle que soit leur distance dans l’espace et le temps. Mais il ne s’agit que de théorie. Si une expérience de ce type réussissait, elle montrerait qu’il serait pratiquement possible d’envoyer dans le passé non seulement des particules mais des messages sous la forme de signaux quantiques. Autrement dit, pourrait-on réaliser une CTC quantique ? Un succès en ce domaine obligerait à revoir en profondeur les conceptions actuelles sur l’espace et le temps

En 1991, le physicien théoricien David Deutch de l’Université d’Oxford avait proposé une CTC quantique pour résoudre le paradoxe dit de la rétrocausalité selon lequel, dans la physique classique, aucune cause actuelle ou future ne peut avoir d’effets dans le passé. Ainsi en serait-il du paradoxe dit du grand père selon lequel un voyageur dans le temps pourrait revenir dans le passé pour tuer son grand père ce qui aurait empêché celui-ci d’avoir le fils qui était devenu le père du voyageur et niant sa propre existence.

En 2010 Seth Lloyds avait repris cette hypothèse en faisant appel au principe de la « post-sélection ». Celui-ci suppose de multiplier les expériences sur une question donnée et rejeter les solutions qui n’apportent pas les résultats attendus. Ce principe est particulièrement applicable dans le monde quantique où les entités, c’est-dire en ce cas les particules, disposent d’un nombre illimité de solutions tant qu’elles n’ont pas été « observés », c-est-à-dire mesurées. Rappelons que dans le monde quantique, où l’on trouve toujours des éléments d’incertitude, les particules se trouvent dans un nuage d’états possibles lequel demeure tel jusqu’à que quelqu’un les observe.

Aussi Seth Lloyds et son équipe  proposèrent-ils une façon d’utiliser la post-sélection pour revenir en arrière et modifier des choses qui n’avaient jamais été observées dans le passé. Il apparut alors que la CTC quantique serait très utile en métrologie, qui est la science de la mesure. D’ores et déjà fait-on appel à celle-ci pour évaluer les champs magnétique, la lumière et même les ondes gravitationnelles. Mais comment préparer une particule de façon à la mesurer?

La meilleure solution serait de téléporter en arrière dans le temps les informations nécessaires.

L’idée a été retenue. En 2023, Nicole Halpern, de l’Université de Maryland, David Arvids Shukur, de l’Université de Cambridge et Aidan McConnel de l’Université de Zurich décrivirent une expérience de pensée précisant comment utiliser des particules pour créer la boucle temporelle imaginée par Lloyd. Ceci impliquait 4 qubits définis en l’espèce comme 4 électrons et nommés A,B, C et D.

Dans cette expérience, l’état passé de la particule A était déterminé par l’état futur des autres particules. Cette procédure est équivalente mathématiquement à renvoyer cet état en arrière dans le temps et observer ce qui en résulte (Voir NewScientist Quantuum Loops 1 june 2024, p. 34). Autrement dit, l’expérience de pensée aboutit a faire des mesures qui modifient par un recul dans le temps l’état présent des particules.

Ce n’est certes qu’une expérience de pensée, mais l’équipe prépare actuellement avec le physicien Aephraim Steinberg de l’Université de Toronto une expérience en vraie grandeur. Des photons individuels seront envoyésdans une boucle temporelle quantique.

Si l’expérience réussit, ceci ne signifiera pas qu’un humain composé de milliards de particules pourra être prochainement renvoyé dans le passé grâce à une boucle temporelle quantique. Néanmoins le regard des chercheurs sur des questions encore mal explorées en sera modifié. Affaire à suivre donc.

Bibliographie

Newscientist 1 june 2024 A loop in time p 33

David Deutsch https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.44.3197

Retrocausality in Quantum Mechanics https://plato.stanford.edu/archives/sum2019/entries/qm-retrocausality/

The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation https://arxiv.org/abs/1007.2615

Curved timelike curves https://arxiv.org/html/2405.18640v1

American Physical Society
https://link.aps.org › doi › PhysRevLett.131.150202

David Deutsch https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.44.3197

Retrocausality in Quantum Mechanics https://plato.stanford.edu/archives/sum2019/entries/qm-retrocausality/

Lloyd The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation
https://arxiv.org/abs/1007.2615

CTC curved timelike curves https://arxiv.org/html/2405.18640v1

David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell, and Nicole Yunger Halpern
Nonclassical Advantage in Metrology Established via Quantum Simulations of Hypothetical Closed Timelike Curves https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.150202

15/06/2024 La rétrocausalité dans le monde quantique

Article en cours de rédaction

Bibliographie temporaire

David Deutsch https://journals.aps.org/prd/abstract/10.1103/PhysRevD.44.3197

The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation https://arxiv.org/abs/1007.2615

Curved timelike curves https://arxiv.org/html/2405.18640v1

Retrocausality in Quantum Mechanics
https://plato.stanford.edu/archives/sum2019/entries/qm-retrocausality/

David R. M. Arvidsson-Shukur, Aidan G. McConnell, and Nicole Yunger Halpern Nonclassical Advantage in Metrology Established via Quantum Simulations of Hypothetical Closed Timelike Curves https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.150202

Lloyd The quantum mechanics of time travel through post-selected teleportation
https://arxiv.org/abs/1007.2615

14/06/2024 Du givre matinal sur Mars

Des gelées matinales viennent d’être observées durant l’aurore sur les volcans martiens, dont la hauteur équivaut à trois fois celle du mont Everest. C’est ce indique un article publié dans la revue Nature Geosciences le lundi 10 juin 2024

Ce phénomène est surprenant car Mars possède une atmosphère beaucoup moins dense que celle de la Terre plusieurs milliers de fois moins d’eau que celle-ci. Le givre est donc peu probable. Et pourtant, une couche de givre exceptionnellement fine, moins épaisse qu’un cheveu, couvre une immense surface des volcans martiens.

« C’est la première fois que nous découvrons du gel d’eau sur les sommets des volcans et la première fois que nous découvrons du gel d’eau dans les régions équatoriales de Mars a déclaré au The Guardian Adomas Valantinas, planétologue à l’Université de Berne en Suisse et à l’Université Brown aux États-Unis.

Ce givre a été découvert dans la région de Tharsis. Elle réunit les immenses volcans de plusieurs kilomètres de haut tels qu’Olympus, Arsia et Ascraeus Mons, ou encore Ceraunius Tholus. Pour réaliser cette découverte, les chercheurs ont utilisé des images couleur à haute résolution de la sonde Exomars Trace Gas Orbiter (TGO) de l’Agence spatiale européenne (ESA).

Cette découverte a été confirmée à l’aide d’observations indépendantes réalisées entre autres par la sonde Mars Express de l’ESA. Cependant sur Mars, il existe deux principaux composés volatils : l’eau (H2O) et le dioxyde de carbone (CO2). Tous deux peuvent facilement se changer en gaz et apparaissent comme blanc ou brillants à la lumière visible. Difficile donc les distinguer.

Les chercheurs ont ainsi dû réaliser un véritable travail d’enquête à l’aide de nombreux outils et d’une simulation numérique du microclimat des volcans de Mars pour arriver à la conclusion que oui, il y a bien du givre sur la planète rouge. Autre point soulevé dans cette étude, ces simulations numériques démontrent que les températures à la surface des volcans cités plus haut permettent d’imaginer qu’il y aurait de l’eau gelée.

Cette découverte vient alimenter l’hypothèse selon laquelle la planète était autrefois un monde beaucoup plus humide, et peut-être même habitable, parsemé de lacs géants et de rivières sinueuses. En effet, des vaisseaux spatiaux en orbite autour de Mars ont déjà renvoyé des preuves de la présence d’eau gelée et liquide sur Mars, avec des quantités importantes de glace observées aux pôles Nord et sud.

« Ce que nous voyons pourrait être une trace d’un climat martien passé », a ajouté à The Guardian Valantinas à propos des volcans aux pointes de gel. « Cela pourrait être lié aux processus climatiques atmosphériques qui se produisaient plus tôt dans l’histoire martienne, il y a peut-être des millions d’années. »

Actuellement, les échanges d’eau entre l’atmosphère et la surface martienne ne sont pas totalement compris. Cette découverte de givre est un élément important puisqu’il pourrait servir de traceur au cycle de l’eau sur Mars. Une nouvelle étape pour identifier des ressources clés pouvant aider à une potentielle exploration humaine.

Source

https://www.huffingtonpost.fr/science/article/du-givre-matinal-sur-mars-une-decouverte-qui-pourrait-bien-servir-aux-futurs-astronautes_235335.html

  • Published: 10 June 2024

  • Evidence for transient morning water frost deposits on the Tharsis volcanoes of Mars

https://www.nature.com/articles/s41561-024-01457-7

The present-day water cycle on Mars has implications for habitability and future human exploration. Water ice clouds and water vapour have been detected above the Tharsis volcanic province, suggesting the active exchange of water between regolith and atmosphere. Here we report observational evidence for extensive transient morning frost deposits on the calderas of the Tharsis volcanoes (Olympus, Arsia and Ascraeus Montes, and Ceraunius Tholus) using high-resolution colour images from the Colour and Stereo Surface Imaging System on board the European Space Agency’s Trace Gas Orbiter. The transient bluish deposits appear on the caldera floor and rim in the morning during the colder Martian seasons but are not present by afternoon. The presence of water frost is supported by spectral observations, as well as independent imagery from the European Space Agency’s Mars Express orbiter. Climate model simulations further suggest that early-morning surface temperatures at the high altitudes of the volcano calderas are sufficiently low to support the daily condensation of water—but not CO2—frost. Given the unlikely seasonal nature of volcanic outgassing, we suggest the observed frost is atmospheric in origin, implying the role of microclimate in local frost formation and a contribution to the broader Mars water cycle.

14/06/2024 La gravité peut-elle exister sans masse ?

Selon  Richard Lieu, astrophysicien à l’Université de l’Alabama à Huntsville et auteur de l’article dont on trouvera ci-dessous les références et l’abstract, « l’excès de gravité » indispensable pour expliquer la cohérence des galaxies qui en principe devraient se disperser compte tenu de la force centrifuge pourrait provenir de défauts topologiques dans la structure du cosmos. Ces défauts auraient une forme de « coquille », et pourraient s’emboîter comme des poupées russes pour former de vastes structures susceptibles d’influencer la matière à très grande échelle.

Il explique que ces coquilles sont composées d’une couche interne de masse positive et d’une couche externe de masse négative. La masse totale de ces deux couches serait exactement nulle, ce qui rendrait donc la gravité indépendante de la notion de masse. En revanche, un objet comme une galaxie enfermée à l’intérieur de cette coquille subirait surtout l’influence de la couche interne. Elle serait donc soumise à une force centripète très importante, la forçant ainsi à rester cohérente. Avec un tel modèle, en théorie, il n’y aurait donc « plus besoin de perpétuer cette recherche sans fin de la matière noire ».

« Ce papier n’essaie pas de résoudre le problème de la formation de ces structures », explique-t-il. En outre, il ne propose aucune manière de confirmer ou de réfuter l’existence de ces coquilles au moyen d’observations. Mais dans le contexte actuel où la recherche de la matière noire a tendance à stagner, cette hypothèse mérite tout de même d’être explorée — ne serait-ce que par curiosité scientifique.

Référence

The binding of cosmological structures by massless topological defects 

Richard Lieu

Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, Volume 531, Issue 1, June 2024, Pages 1630–1636,

https://doi.org/10.1093/mnras/stae1258

 14 May 2024

  • ABSTRACT

Assuming spherical symmetry and weak field, it is shown that if one solves the Poisson equation or the Einstein field equations sourced by a topological defect, i.e. a singularity of a very specific form, the result is a localized gravitational field capable of driving flat rotation (i.e. Keplerian circular orbits at a constant speed for all radii) of test masses on a thin spherical shell without any underlying mass. Moreover, a large-scale structure which exploits this solution by assembling concentrically a number of such topological defects can establish a flat stellar or galactic rotation curve, and can also deflect light in the same manner as an equipotential (isothermal) sphere. Thus, the need for dark matter or modified gravity theory is mitigated, at least in part.

13/06/2024 La flèche du temps quantique

La théorie quantique nous apprend qu’à l’origine des temps il n’existait pas d’intrication quantique. C’est la conclusion d’une étude qui vient de paraître sous le titre de The Decoherent Arrow of Time and the Entanglement Past Hypothesis. Cet étude s’inscrit dans la démarche actuelle des auteurs visant à critiquer l’hypothèse selon laquelle le temps ne s’écoule que dans un seul sens .

Quand deux particules sont intriquées (entangled), aucune d’elle ne peut être considérée comme des objets indépendants l’une de l’autre. Leurs propriétés se lient, quelle que soi la distance qui les sépare, que ce soit l’autre bout de la rue ou l’autre bout de l’univers.

Cependant, si ces deux particules ne sont pas totalement isolées de leur environnement, des interférences extérieures peuvent rompre leur intrication dans un processus appelé « décohérence ».

Ce processus a inspiré aux auteurs de l’étude le concept de flèche du temps quantique décohérente, décohérente parce que quantique. Ce concept repose sur l’idée que si le temps nous apparaît comme ne s’écoulant que dans un seul sens, du passé vers le futur, c’est parce que la décohérence est irréversible.

On retrouve là sous une autre forme le concept de la thermodynamique selon lequel la direction vers laquelle le temps s’écoule est gouvernée par le principe selon lequel l’entropie ou le désordre est toujours obligé d’augmenter dans le monde. Ce principe est à la base de la seconde loi de la thermodyamique.

Selon ce principe appliqué au passé, il en ressort que l’état primitif de l’univers se caractérisait par une entropie très faible, les quarks, constitutifs des protons et des neutrons, n’étant pas encore apparus.

Les auteurs de l’étude mentionnée ci-dessous en concluent que l’étude du passé de l’intrication devrait montrer qu’il n’y avait pas d’intrication aux premiers moments de l’histoire de l’univers. Par contre, au fur et à mesure de l’évolution de l’univers, il y a eu de plus en plus d’intrication et en conséquence, de plus en plus de décohérence.

D’une façon générale, un nombre croissant de théoriciens, appliquant ces principes, considèrent qu’une flèche du temps décohérente devrait être considérée comme une des lois fondamentales de l’évolution de l’univers. Il en résulterait que la fin de l’univers pourrait ne pas être aussi simple qu’elle est aujourd’hui envisagée.

Aujourd’hui il est admis que la fin de l’univers résulterait d’un phénomène dit mort par excès de chaleur (heat death) et que de ce fait le temps cesserait de s’écouler, autrement dit disparaitrait. Mais avec une flèche du temps décohérente, l’univers ne devrait pas disparaître. Autrement dit, le temps serait réel.

Référence
Arrow of Time and the Entanglement Past Hypothesis

Jim Al-KhaliliEddy Keming Chen

If an asymmetry in time does not arise from the fundamental dynamical laws of physics, it may be found in special boundary conditions. The argument normally goes that since thermodynamic entropy in the past is lower than in the future according to the Second Law of Thermodynamics, then tracing this back to the time around the Big Bang means the universe must have started off in a state of very low thermodynamic entropy: the Thermodynamic Past Hypothesis. In this paper, we consider another boundary condition that plays a similar role, but for the decoherent arrow of time, i.e. the quantum state of the universe is more mixed in the future than in the past. According to what we call the Entanglement Past Hypothesis, the initial quantum state of the universe had very low entanglement entropy. We clarify the content of the Entanglement Past Hypothesis, compare it with the Thermodynamic Past Hypothesis, and identify some challenges and open questions for future research.

Comments:10 pages, no figures
Subjects:Quantum Physics (quant-ph); General Relativity and Quantum Cosmology (gr-qc); History and Philosophy of Physics (physics.hist-ph)
Cite as:arXiv:2405.03418 [quant-ph]
 (or arXiv:2405.03418v1 [quant-ph] for this version)
 https://doi.org/10.48550/arXiv.2405.03418

13/06/2024 La compétition pour les ressources naturelles de l’espace

Comme on pouvait aisément le supposer, la course à l’espace dans laquelle sont engagées les principales nations du monde, rejoint l’intérêt des entrepreneurs privés, en premier lieu les intérêts de ceux que l’on nomme les milliardaires américains de l’espace (Elon Musk, Jeff Bezos, Richard Branson).

Mais quelles sont les ressources de l’espace? Contrairement à ce que l’on imagine, elles sont nombreuses et seront de plus en plus facilement exploitables. En premier lieu on cite la présence de métaux rares sur les astéroides, métaux dont les terriens ont de plus en plus besoin.

Mais les roches brisées, les sables et la poussière constituant ce que l’on nomme le régolithe sur la Lune et Mars sont chargés d’éléments réutilisables. S’y ajoute la glace d’eau, dans la mesure où elle est facilement accessible, notamment sous les pôles. On mentionnera de plus en plus enfin les débris de fusées abandonnées sur les planètes en fin de mission.

Ceci dit les ressources de l’espace seront en priorité exploitables sur place (In-situ resources utilization ou ISRU), selon l’expression employée. Il s’agira de la production de carburants, de la protection contre les radiations ou les variations de température, de la mise en place de pistes d’atterrissages ou de routes, de l’extraction de métaux et autres matières premières, voire des débuts de culture de plantes terrestres acclimatables.

Plus intéssantes seront les techniques permettant l’exploitation des terres rares sur les astéroïdes orbitant près de la Terre et des planètes proches.

En 2023, un satellite ayant la taille d’un four à micro-ondes fut mis en orbite par une société nommée Astroforge dans l’objectif de forer les astéroides proches afin d’en rapporter des échantillons de terres rares et autres métaux précieux, notamment du platinium et du Cobalt. Cette première mission a échoué faute d’expériense suffisante dans ce domaine. Mais Astroforge récidivera et sera suivie par d’autres start-up ambitionnant de devenir une première génération de mineurs de l’espace.

De tels minerais existent sur Terre, mais leur exploitation est souvent difficile pour des raisons géographiques ou politiques. Le premier objectif aujourd’hui consiste à définir des méthodes permettant d’analyser les astéroïdes de passage pour savoir si la matière dont ils son faits justifie le coût de son extraction.

Aujourd’hui ces objectifs intéressent, outre les Etats-Unis , la Chine, l’ESA, le Japon, les Emirats Arabes Unis riches de l’argent du pétrole.

Références

Wikipedia AstroForge https://en.wikpedia.org/wiki/AstroForge

New-York Times (accès payant) https://www.nytimes.com/2023/12/27/science/secret-asteroid-mission-astroforge.html

Cubesat https://www.nasa.gov/what-are-smallsats-and-cubesats

space resources ESA https://business.esa.int/funding/invitation-to-tender/space-resources

12/06/2024 Notre réaction à l’exposé du président de la République

Le premier rôle d’un président de la République méritant ce titre, président tel que se voulait Charles de Gaulle, n’est pas d’essayer de donner du sens à une opinion publique lorsque celle-ci se montre incohérente, comme elle le fait aujourd’hui en France. Il lui est de préciser sa propre vision des choses. Celai lui permet de mesurer en quoi cette vision est acceptée, et dans quelle mesure il devrait la modifier pour susciter un plus large accord des citoyens.

Or les longs discours d’Emmanuel Macron le 12 juin, censés s’adresser à un électorat appelée à élire une nouvelle Assemblée Nationale, n’ont guère selon nous éclairé les électeurs. Plutôt que discuter d’interminables questions de détail destinées à préciser si ces électeurs se rangeaient à droite, à gauche ou au centre, Emmanuel Macron se devait de donner le résumé des choix qui s’imposent aujourd’hui à la Nation.

Le premier choix est militaire. Comment et avec quels sacrifices la France entend- elle se doter de forces armées suffisamment expertes et bien équipées non pas pour faire jeu égal mais au moins pour résister un temps suffisant aux grandes puissances souhaitant soumettre militairement la France. Or la liste des armements dont il es indispensable de disposer pour être entendu ne cesse de s’allonger. Il faut l’admettre.

Le second relève du spatial. La France s’était honorablement fait connaître dans le domaine du spatial sous-orbital avec sa fusée Ariane et quelques satellites scientifiques honorables. Mais désormais elle se devrait de figurer en bonne place dans la course à la face cachée de la Lune, la course à Mars et à ses satellites, et au delà la course pour l’exploration du Deep Space. Inutile de préciser que si la France renonçait se donner une présence significative dans ces domaines, face à des entrepreneurs tels qu’Elon Musk, sans mentionner la Chine, elle perdrait vite tout son crédit au plan international.

Le troisième domaine est scientifique. Pour résumer, la France devra-t-elle renoncer à relever l’héritage de Pasteur dans la lutte mondiale pour l’identification et la destruction des nouveautés virus et nouvelles bactéries qui ne cessent d’apparaître du fait du réchauffement climatique ? Devra-t-elle renoncer à figurer en tête dans la course à la biologie artificielle et à l’homme dit augmenté, course dans laquelle elle dispose d’excellents spécialistes mais qui doivent s’établir à l’étranger pour pouvoir travailler ?

Les soi-disant experts en communication que rémunère l’Elysée diront que si Macron avait tenu un tel discours il n’aurait pas été compris par ceux qui sont seulement intéressé par la hausse de leur pouvoir d’achat. Faisons le pari contraire.

Jean-Paul Baquiast, rédacteur en chef de Europesolidaire.eu