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entropie
Entropie et Néguentropie
Le constat scientifique de l'augmentation de l'Entropie, pourrait trouver des équivalences avec le vieillissement des vivants, ou des sociétés. Le déclin progressif des fonctions biologiques peut être vu comme une perte d’ordre et une augmentation de l’entropie chez l'humain vieillissant.
La perte d'identité culturelle, la montée de la violence, pourrait être une dégradation de l’ordre et de la structure sociétale. Les guerres, les catastrophes naturelles et écologiques contribueraient à l'augmentation de l'entropie.
Qu'en est-il ?
La vieillesse et la mort sont-ils signes d'entropie ?
Cependant une personne ne peut-elle pas, en vieillissant, se transformer en mal ou en bien, selon qu'il s'agit de sa ''substance'' ou de son'' âme''.. ?
Un argument s'oppose à considérer la mort comme le signe de l'entropie, parce qu'elle est aussi un avantage pour les espèces à reproduction sexuée. '' Le sexe mélange nos gènes pour créer une variation infinie avec très peu de mutations fatales. Mais cela ne fonctionne que si l’ancienne génération meurt pour ne pas concurrencer sa propre progéniture.''
La Tradition dans son sens le plus large ( les contes, les chants, les légendes, les rituels, les écrits de maîtres, les commentaires de Livres saints...) préserve la mémoire ( l'information), enseigne et se cumule. Nous nous transmettons, notre science, notre technique, et les peuples s'organisent en vue de plus de cohésion sociale. Notre écriture, notre histoire et nos traditions nous donnent la capacité de résister à l'entropie.
Aussi, est-il nécessaire d'envisager un phénomène opposé ou complémentaire, je ne sais pas....
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La néguentropie, en opposition à l'entropie, représente la création d'information, la complexité et l'ordre. La photosynthèse, l'évolution des espèces, les découvertes scientifiques en sont des exemples.
Les organismes vivants, et l'humain en particulier stockent de plus en plus d'information.
La néguentropie relie l’information à l’ordre et à la structure dans les systèmes physiques et biologiques.
L'évolution biologique, dans laquelle nous humains intervenons dans la complexité, n'en est-il pas un parfait exemple de néguentropie ?
C'est en 1944, que le physicien autrichien Erwin Schrödinger introduit le terme de néguentropie dans son ouvrage Qu’est-ce que la vie ?, pour nommer la présence d’ordre à l’intérieur des êtres vivants, en opposition à la tendance naturelle à la désorganisation observée dans les systèmes physiques.
Le physicien français Léon Brillouin met en perspective le concept de néguentropie à partir des travaux du mathématicien Claude Shannon. Dans son ouvrage La Science et la théorie de l’information (1956), Brillouin explore comment l’information et l’ordre émergent à partir de la néguentropie.
Michel Serres (1930-2019) défendra le concept en le liant à l’organisation de l’univers et à la croissance de la conscience ; et en considérant une méthode néguentropique qui mettrait l'accent sur l'information, l'écologie, afin de préserver l'ordre et la diversité des écosystèmes.
La vie est néguentropique. C’est une affirmation intéressante ! La néguentropie fait référence à l’idée que la vie et l’ordre peuvent émerger spontanément à partir du chaos et de l’entropie. Elle peut susciter des réflexions spirituelles.
Déjà, l’existentialisme, même si l'on reconnaît l’absurdité de la vie, propose à l'homme de créer créer son propre sens et ordre à travers ses actions et ses choix.
Déjà, Saint-Augustin soutenait que Dieu est la source ultime de l’ordre et de la structure dans l’univers. Selon lui, le mal et le désordre (entropie) sont des absences de bien, et la création divine tend vers l’ordre et la perfection.
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Plus précisément, Teilhard de Chardin relève que l’évolution de l’univers est marquée par une complexité croissante, allant des particules élémentaires à la vie consciente. Cette complexité croissante est une forme de néguentropie, où l’ordre et l’organisation augmentent.
Il introduit le concept de noosphère, une couche de pensée et de conscience humaine qui enveloppe la Terre. Selon lui, la noosphère représente un niveau supérieur d’organisation et de complexité, et un lieu de convergence spirituelle. La néguentropie serait manifeste à travers l’évolution de la conscience collective.
On parle de '' propriétés émergentes '' : ce sont des caractéristiques d’un système qui ne peuvent pas être prédites simplement en examinant ses composants individuels. L’émergence est un concept central dans la théorie des systèmes complexes. Par exemple, la conscience est souvent citée comme une propriété émergente du cerveau
La noosphère de Teilhard de Chardin, ne serait-elle pas une propriété émergente au même titre que la conscience?
Souvenirs d'enfance et d'adolescence
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La fin des années 60, s'est déroulée pour moi, sous la protection du Petit Séminaire de Marseille, qui s'est transformé, après Vatican II, en Centre des vocations ( Centre Le Mistral, rue d'Isoard ). Une équipe de jeunes prêtres, enthousiastes du renouveau de l'Eglise, animait notre collectivité, dans l'esprit d'une véritable famille, disponibles jour et nuit. Je me souviens du supérieur Louis Magnan, et de Bernard Combes, René Giffon, Albert de Méreuil, et bien sûr Bernard Cormier ; et surtout des pères Bob de Veyrac, mon directeur de conscience, qui gérait les ''cadets'', et de Bernard Chabert, avec les ''aînés''. Quelles belles années de travail en équipe, d'école du respect de chacun, du goût des études, de la prise en compte des questions qui animent les adolescents en général, et de celles que se posent de jeunes garçons sur leur vocation... !
Depuis, la visite - dans mon institution catholique et mariste de Saint-Joseph, près de la place de Castellane – d'un père mariste ( Lavisse, je pense...) je m'interrogeais sur mon désir d'être prêtre : je ne me souviens pas bien, pour un garçon de douze ans , ce que cela pouvait signifier. Peut-être s'agissait-il, de souhaiter vivre plus profondément dans un contexte religieux, c'est à dire goûter la vie en Dieu... Après la mort de ma mère, je suis parti visiter, sur proposition du prêtre, à ma demande, avec mon père un juvénat ( petit-séminaire mariste) situé assez loin, et isolé, me semble t-il. Mon père refusa cette décision avant la fin du lycée. Il finit par accepter que j'entre au Petit-Séminaire de Marseille, où je pouvais suivre des études ordinaires... J'y entrais en classe de quatrième, avec la difficulté de n'avoir jamais fait de latin, obligatoire. J'étais pensionnaire. Nous avions chaque jour la messe le matin, et la prière du soir. Après les cours et une récréation, nous entrions en étude avec la possibilité d'aller rencontrer son directeur spirituel, ou d'aller prier à la chapelle.
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J'ai acquis le goût de la lecture, avec la collection ''Signe de Piste'' ( le Prince Eric...) et de nombreux ouvrages spirituels.
A partir de la classe de seconde ; le Petit Séminaire devenait le Centre Mistral ; et nous n'avions plus cours dans nos locaux. Nous devions intégrer un Lycée ( privé ou public), mais restions pensionnaires. Je quittais les ''cadets'', pour devenir ''aîné'', avec en particulier des temps d'étude libres et non surveillés. J'intégrais l'école ''Timon-David'' jusqu'en terminale.
J'ai découvert la littérature : les '' Pensées de Pascal '' était mon livre de référence. J'achetais et lisais de nombreux livres de poche : Mauriac, Green, Cesbron, Hervé Bazin, André Gide et particulièrement Albert Camus ( Le mythe de Sisyphe, Noces...).
J'avais deux existences : l'une au Petit-Séminaire : joyeuse, fraternelle, spirituelle ; et l'autre chez mon père ( absent) et ma ''belle-mère '' tyrannique : douloureuse, haineuse, révoltante. Heureusement, je retrouvais ma sœur et ma voisine dont je pensais être amoureux... Je lisais beaucoup - Balzac par exemple - ou j'écoutais les Beatles avec la fille de nos voisins. Ma délivrance, lors des grandes vacances, était de partir seul, en train, chez mon grand-père...
A Marseille, l'été, je m'ennuyais dans notre pinède, écrasé par le crissement incessant des cigales... Il m'était interdit de rentrer dans la villa, même pour boire. Divers sentiments, brouillaient ma foi, et mes désirs. Celui de découvrir le féminin, sans-doute, mais ceux qui me faisaient véritablement souffrir étaient emplis de révolte et de haine.
Ma mère m'avait manqué. Ma belle-mère me harcelait.
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A présent, j'apprenais la haine. Je rencontrais l'absurde. Heureusement, je lisais ...
Dans cet état d'âme, je ne pouvais plus être prêtre.
La lecture d'Albert Camus m’apaisait ; elle mettait des mots sur une partie de ma souffrance.
Ce que je vivais me semblait dépourvu de sens. '' L'Homme révolté '', son livre paru en 1951 - l'année de ma naissance – appelait à refuser l'injustice, une des raisons de l'absurdité, mais à ressentir aussi la valeur de la vie. Il appelait à la révolte, mais pour changer la vie, et collectivement pour rendre la société plus juste. Il ne s'agissait pas d'une révolution, mais d'une quête de justice et de liberté sans sacrifier les valeurs humaines.
Alors même que je vivais douloureusement, mon adolescence. Lancelot se confrontait ( lui, avec de solides outils) à l'observation d'un univers cosmique, qui comme système fermé, ne pouvait échapper à l'augmentation de l'entropie.
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La philosophie de l’absurde et l’entropie en sciences ne se rejoignent-ils pas, dans leur exploration du désordre, de l’absence de sens et de l’inévitabilité de leurs conditions ?
Je rappelle - nous en avons déjà parlé - que l'entropie exprime le fait que tout type d'ordre, finit par se défaire. L'Entropie mesure le désordre.
L’existence tend à se désintégrer tout comme la chaleur de la tasse de café se dissipe.
L'Univers serait condamné à la “mort thermique”, état où l'entropie aurait atteint son maximum et où toutes les différences de température et les mouvements moléculaires significatifs disparaîtraient.
1950-51 - La Cybernétique 2
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Un article, titré '' Le cerveau et la machine '' des ''Nouvelles littéraires ...'' du 1er juin 1950, est signé Léon Brillouin.
Lancelot se souvient bien de Léon Brillouin (1889-1969), physicien et professeur au Collège de France, au début de Vichy, il était sous-secrétaire d'Etat à la Radiodiffusion nationale depuis sa nomination par Daladier en juillet 1939. Il avait démissionné fin 40 et émigré aux Etats-Unis. Il y est toujours, et travaille chez IBM depuis 1948.
IBM est cette entreprise qui utilisait ses brevets de mécanographie, par le biais d'appareils à cartes perforées ( tabulatrices), ces cartes servaient essentiellement de support des données en entrée et en sortie. En ces années 1950, des calculateurs électroniques connectés aux tabulatrices, vont permettre, grâce à leur vitesse, des applications beaucoup plus sophistiquées.
L'intérêt de l'article de Brillouin, est que sa réflexion sur la cybernétique, s'appuie sur une comparaison avec la physique.
Sa première remarque concerne la chimie : « la chimie de la matière vivante ne se distingue pas essentiellement de la chimie générale. Elle obéit aux mêmes lois et les corps organiques sont des produits chimiques comme les autres. Dès que l’un d’eux est découvert dam la vie, il est bientôt fabriqué au laboratoire. Les réactions chimiques vitales sont très analogues à celles de l’industriel ou du pharmacien. »
Sur la physique : « Shannon, travaillant aux Bell Telephone Laboratories, s’est attaché à dégager les principes généraux de transmission, les lois essentielles des télécommunications. Il a découvert une curieuse analogie entre la notion d'information et la conception d’entropie familière aux physiciens. Le fameux principe de Carnot spécifie que, dans tout phénomène physique ou chimique, une certaine quantité, l’entropie, ne peut jamais diminuer. L’entropie a tendance à augmenter sans cesse ou peut à la rigueur rester constante. Sa variation est à sens unique. » pendant la guerre, Claude Shannon a travaillé au décodage de communications de l’ennemi.
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Je passe sur les exemples qui illustrent sa réflexion :
L’information peut se perdre, se dissiper ; elle n’augmente pas. Le lecteur de cet article peut en comprendre une partie ou la totalité. Il ne peut tirer de ces lignes davantage ou plus que l’auteur n’y a mis. ( ...)
L’information présente donc des caractères semblables à ceux d’une entropie négative ; toutes deux doivent constamment décroître ou tout au plus rester constantes.
** Tout d’abord, une différence saute aux yeux : lorsqu’en physique, deux corps échangent de la chaleur, l’un perd de l’entropie, le second en gagne. La balance est positive, l’entropie totale augmente.
Pour l’information, la situation est différente : si j’envoie un télégramme, mon correspondant ne reçoit qu’une partie des informations que je désirais lui transmettre, mais moi, l’expéditeur, je n’ai rien perdu. ( …) La différence entre information et entropie, sur ce point, est fondamentale. Nous pouvons disséminer une information sans la perdre, répandre l’instruction au moyen de cours et conférences, sans diminuer la science du professeur.
Second point : la pensée, l’effort de réflexion du savant ou du philosophe représentent une création de nouvelles informations. (...) D’où la conclusion : la pensée crée de l’entropie négative. La réflexion et le travail du cerveau humain vont à l’inverse des lois physiques usuelles ; réflexion surprenante et dont l’examen peut nous conduire à d’étranges découvertes ! »
Pour Brillouin, la comparaison entre cerveau et machine à calculer, n'est pas fondée.
« Chaque machine, si complexe soit-elle, exige un homme (et plus exactement le cerveau d’un homme) pour la diriger et la conduire. (…) Elle ne pense pas, mais exécute. Une machine parfaite suit rigoureusement le programme de la bande perforée (…).
La machine applique le code et déchiffre le message illisible. Elle ne réfléchit pas, ne pense pas, n’invente rien et elle est tout à fait incapable d’imagination. (...)
La machine mathématique est incapable de pensée créatrice. Elle peut suppléer le travail du cerveau humain dans un rôle purement passif et son rendement entropique est dans le sens naturel de l’augmentation. (…)
Le cerveau humain crée de l’entropie négative, dont la machine est parfaitement incapable. »
L'Entropie
Les unités de l'Armée française en Algérie ont basculées du côté des '' Alliés ''. L'amiral Darlan aurait ordonné aux soldats, marins et aviateurs de se joindre aux Anglo-Saxons afin d’être fidèles à la vraie pensée du maréchal Pétain dont il serait, lui Darlan, le véritable interprète.
Une manifestation doriotiste aux Champs-Élysées n'a pas de succès ; ils crient '' Guerre aux anglais '' et ne sont pas suivis.
En réaction, les Allemands ont donc franchi la ligne de démarcation et envahi la zone libre ; le gouvernement de Vichy est sous-contrôle de l'occupant. Pétain ne devrait-il pas partir pour Alger ?
La Gestapo s'est aussi installée à Vichy, et prépare des arrestations. Le 12 novembre, des SS s'emparent de Weygand.
Le nazisme est à l’œuvre !
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Nous sommes face à un nouveau facteur de désorganisation. Dans un système fermé, nous parlons aujourd'hui d'Entropie... Peut-on parler, comme J. Schumpeter de '' destruction créatrice''... ? Il n'y a plus le choix, il faut s'adapter. Du côté de la vie, nous parlons de '' néguentropie '' pour s'organiser, s'adapter, fonctionner...
Pour l'instant, je reviens à la physique.... Le terme entropie a été forgé en 1865 par le physicien allemand Clausius, qui introduit cette grandeur afin de caractériser mathématiquement l'irréversibilité de processus physiques tels qu'une transformation de travail en chaleur.
Arrêtons-nous sur cette notion de '' l'Entropie ''.
Rappelez-vous, notre rencontre avec Russell, à ce propos : Bertrand Russell et l'Entropie - Les légendes du Graal (over-blog.net)
A l'origine, l'entropie exprime une dissipation de l'énergie en chaleur... C'est ce qui rend le temps irréversible, la vieillesse, la mort... Alors, constatons que la vie, c'est ce qui résiste à l'entropie...
L'énergie se conserve, se transforme et une partie fuit ( chaleur ). L'énergie est de moins en moins ''disponible''. Mais, l'entropie n'est pas l'énergie ( Joule) .
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L'énergie s'exprime lors de ses formes utiles ou libres ( qui développent un travail) , et les formes inutiles ( chaleur).
L'Entropie S= Q / Température. Où, Q est la quantité de chaleur ( Energie inutile) en Joule reçue par un système thermodynamique et T sa température thermodynamique en Kelvin.
Si on brûle un combustible, on passe de l'énergie chimique à de l'énergie thermique, et on peut s'en servir pour faire de l'énergie mécanique... Pas entièrement, un moteur thermique doit être refroidi... Par exemple, dans un moteur à quatre temps : la chaleur engendrée doit être expulsée vers le monde extérieur, pour que le cycle reprenne. Un moteur thermique n'est pas un système isolé ; il arrive à fonctionner parce qu'il redonne à l'extérieur son augmentation d'entropie.
L'entropie serait nulle au zéro absolu. Les mouvements des particules d'un gaz s'arrêteraient.
Le zéro absolu est la température la plus basse possible, impossible à dépasser. Il correspond à la limite basse de l'échelle de température thermodynamique, soit l'état dans lequel l'entropie d'un gaz parfait atteint sa valeur minimale, notée : 0 °Kelvin ou -273,15 °Celsius. .
On dit aussi, qu'une diminution locale de l'entropie serait une création d'ordre, et un gain d'ordre d'un côté doit se payer par un désordre plus grand de l'autre...
Que signifie réellement cette notion d'ordre ? Comment lui donner un sens ?
L'ordre serait ici l'interaction entre atomes ; le désordre, le déplacement libre des atomes. Un système de basse entropie est plus ordonné qu'un système ayant une entropie élevée.
La croissance de l’entropie est une croissance de la complexité à l’œuvre au sein d’un système fermé. C’est le cas de l’Univers. Au sein du système, elle permet , ici et là, à l’ordre et à l’organisation de voir le jour, la vie par exemple est grande fabricante d’entropie.
Il y a un problème : plus d'ordre local, signifie plus d'entropie globale … ! Le système s'ordonne et libère de l'entropie. C'est donc que le système est ouvert ; il est alors parfaitement possible de faire diminuer son entropie.
Par exemple si on comprime un gaz à température constante, son entropie diminue (les molécules seront plus "tassées" et donc le désordre va diminuer), mais pour cela, il faut fournir de l'énergie en appuyant sur le piston. Un autre exemple : je mets un morceau de sucre dans un verre d'eau chaude (isolé). Initialement l'entropie est faible : le sucre est concentré dans le morceau solide (une seule configuration) et l'eau à part, puis le sucre se dissout et diffuse dans l'eau et évolue vers un état où les molécules de sucre peuvent se répartir suivant un très grand nombre de configurations aléatoires avec une concentration homogène dans tout le volume : le système évolue vers un état d'entropie maximale.
A l'inverse, si le système est ouvert, je peux agir dessus en évaporant l'eau pour re-cristalliser le sucre et reformer le morceau, puis remettre de l'eau : je suis revenu à un état d'entropie plus faible, mais il a fallu fournir un travail pour cela.
A chaque fois que l'on fait fonctionner un moteur thermique, on fait augmenter l'entropie de l'univers. L'énergie thermique ne peut pas se retransformer en énergie utile.
Les pensées de Lancelot, le conduisent sur une réflexion sur nos sociétés. Comme des systèmes physiques composés d'humains ; ne pourraient-elles pas obéir à la thermodynamique ? Elles transforment de la matière, créent de l'énergie utile comme la nourriture, le transport ; et bien-sûr s'ordonnent politiquement, économiquement. Cette complexification et cet ordonnancement diminuent l'entropie, et elles l'évacuent. La terre serait un moteur thermique, la source chaude ( le soleil, et même le noyau terrestre), la source froide, peut-être la nuit. Le système physique Terre comprend le vivant, tout autant que l'atmosphère, les océans...
La Terre se doit d'évacuer ses déchets vers une '' source froide '', pour ne pas accumuler et augmenter le désordre, et à moins de devoir vivre dans un flux de chaleur... les lois de la thermodynamique sont implacables : on ne peut pas lutter contre...
Clausius considérait l'Univers comme fermé et isolé. Aujourd'hui, grâce à Edwin Hubble ( 1889-1953) et depuis les années-vingt nous savons que l'Univers est en expansion. Et, cette expansion s'accélère. L'Univers est donc hors équilibre: il s'auto-organise ; peut-être comme des cycles de Carnot autour d'un point critique, de l'eau par exemple.
Théoriquement, dans un univers qui tend vers l'équilibre, la vie n'aurait pas dû advenir. Mais, l'Univers étant un système ouvert, la vie existe pour dissiper de l'énergie !
Nous augmentons l'ordre ( l'intelligence artificielle pourrait en être le meilleur !), par la biologie, la sociologie...etc
Évidemment, il faut se méfier d'un tel réductionnisme, qui aurait tendance à séduire par la théorie du ''Grand Tout''
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L'autrichien Ludwig Eduard Boltzmann, physicien, est né le 20 février 1844, et s'est suicidé en septembre 1906. Son nom est attaché au concept d'Entropie.
Boltzmann est un contemporain de Georg Cantor, ce dernier a jeté le domaine des mathématiques dans l’incertitude par sa définition de l’infini et l’hypothèse du continuum.
Boltzmann a obtenu son doctorat pour sa thèse sur la théorie cinétique des gaz. L’idée que le mouvement des petites particules – atomes et molécules – définit les propriétés de la matière est très controversée à l’époque. L’un des principaux obstacles à son acceptation était le fait que les molécules et les atomes n’étaient pas visibles, de sorte que les preuves ne pouvaient être déduites.
A 25 ans, Boltzmann était déjà professeur titulaire de physique mathématique à l’Université de Graz. Boltzmann a développé son interprétation statistique de la deuxième loi de la thermodynamique dans son célèbre article de 1877 sur la deuxième loi et le calcul des probabilités.
C’est dans cet article que la célèbre relation de Boltzmann, S = k log W, est apparue pour la première fois. Cette équation relie l’entropie S, au logarithme du nombre de micro-états thermodynamiques possibles de la matière. W.
L’idée de Boltzmann que la matière, et toutes les choses complexes – l’eau, le feu, la vie – étaient soumises à l’entropie et à la probabilité, a déclenché un immense bouleversement dans le monde de la physique, mais non sans une grande résistance entre collègues, y compris Ernst Ostwald et Ernst Mach ( « Atomes? En avez-vous déjà vu un? » ) , deux de ses plus grands adversaires.
L’entropie est irréversible, elle augmente presque toujours, rendant la désintégration inévitable et imparable. Ou, en bref, le désordre est toujours plus élevé dans le futur, vers lequel nous nous dirigeons en spirale.
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Pour lui, science et philosophie, s'imbriquent dans la recherche de la vérité. Ostwald fondait, lui, sa recherche en science physique sur l'énergie. En 1895, il affirmait : « L’irréversibilité réelle des phénomènes naturels prouve ainsi l’existence de processus qui ne peuvent pas être décrits par des équations mécaniques, et avec cela, le verdict sur le matérialisme scientifique est réglé. ». Boltzmann se battait comme un taureau, contre un adversaire qui paraissait plus souple. Arnold Sommerfeld, qui assistait à la confrontation a considéré le taureau comme victorieux : « Les arguments de Boltzmann ont porté le coup. Nous, les jeunes mathématiciens de l’époque, nous sommes tous du côté de Boltzmann... ».
En 1909, Ostwald a fini par accepter qu’il s’était trompé.
Boltzmann était sujet à des périodes de dépression sévère ; et il était très affecté par la non-reconnaissance de ses idées. Sa pierre tombale arbore sa célèbre formule de l'entropie.
