On a vu dans le cycle de vidéos et de textes qui nous amène ici, que la loi universelle est le principe de moindre action général, qui dit simplement ceci : la nature optimise son évolution selon ses contraintes, instantanément et dans la durée.
Or, une intelligence artificielle vient de toucher du doigt, en creux, cette loi, mais sans le savoir ni le faire savoir.
Nous sommes en 2022, autour notamment de l’Université de Columbia de New York. Des scientifiques, dont Boyuan Chen, le principal auteur de l’étude parue dans Nature computational science le 25 juillet, ont soumis à une IA des vidéos de systèmes dynamiques élémentaires.
Et celle-ci n’avait aucune notion préalable des lois physiques ou géométriques, ce qui était une première.
Elle devait trouver toute seule un jeu minimal de variables impliquées dans les systèmes analysés, pour pouvoir prédire leur mouvement à quelques pas dans le futur.
Et là, oups, pour l’oscillation d’un double pendule, elle a trouvé 4,7 variables, au lieu des quatre connues.Pire, quand les chercheurs ont tenté de comprendre quelles étaient ces variables, car l’IA ne sait pas leur dire comment elle a fait, ils ont tout juste retrouvé grosso merdo deux variables connues : mais alors les deux autres, les 2,7 autres variables inconnues au bataillon, impossible de les remettre.
Ils ont tenté toutes les configurations qu’ils ont pu, pour leur dégoter un blaze. Mais rien. Toujours peau de zob : c’est une langue mathématique mystérieuse.
Mais qui marche.
Car ses prédictions collent parfaitement au modèle.
Mais il y a encore plus fou fou. Les chercheurs se sont alors dit : pourquoi pas tester l’IA sur des systèmes dont on ignore les solutions ?… et là, banco : l’algorithme a non seulement trouvé des variables pour des phénomènes complexes, huit pour une lampe à lave, 24 pour une vidéo en boucle de feux de cheminée, et prédit avec succès leur futur imminent.
Mais à chaque redémarrage de l’IA, si elle retrouvait bien le même nombre global de variables, 24 pour le feu de cheminée, les variables individuelles spécifiques, elles, ont varié à chaque fois !
Une petite fantaisie tout feu tout flamme qui reste imbitable pour les chercheurs.
Car alors qu’on décrit classiquement les systèmes physiques avec toujours le même jeu des mêmes variables, cette IA nous apprend qu’on peut les décrire avec des variables qui elles-mêmes varient.
Ça ouvre du jeu dans les rigides et austères calculs sur les paquets de data qui submergent des sciences dont les théories sont aujourd’hui largués par les données, comme la cosmologie et la biologie.
Mais plus fondamentalement, cette IA vient de révéler sans le savoir elle-même et à l’insu des chercheurs, la loi universelle, le principe de moindre action général.
Ce principe existe déjà sous plusieurs versions. Il y a celle de Maupertuis, Euler, Lagrange, Hamilton, sans parler de Feynman, qui toutes sont des approches différentes du même principe, équivalentes en dernière instance.
Ce que nous apprend cette IA, c’est que le principe de moindre action en a encore dans le ventre, et que dans sa version ultime que je généralise, où la nature optimise son évolution selon ses contraintes, Il rend compte du mystère de la langue mathématique parlée par l’IA.
C’est la pierre de rosette de cette énigme.
Démonstration. Les programmateurs ont donné deux ordres à l’IA :
1)Modéliser le phénomène à quelques pas dans le futur.
2)créer une liste de variables de plus en plus petites responsables de l’action, et ceci en analysant naïvement les videos brutes de phénomènes physiques rudimentaires.
Or, on peut interpréter ainsi le principe de moindre action, qui meut les choses réellement dans la nature.
On peut le voir en effet comme une sorte d’algorithme gourmand qui, pour résoudre des problèmes d’optimisation, choisit la meilleure option disponible à chaque étape individuelle, pour finalement trouver une option globale aussi optimale que possible.
De manière analogue, toute particule physique se déplace à chaque pas infinitésimal de sorte à respecter le principe de moindre action.
Et à chaque pas, comme au niveau global, l’action est toujours stationnaire.
Bingo.
L’intelligence artificielle a donc tout simplement dévoilé que les approches du principe de moindre action sont encore plus multiples que ce que l’on soupçonnait, et que les variables internes à chaque phénomène peuvent varier en toute allégresse.
Il y a une part de hasard mais non d’arbitraire, introduite dans la captation de la texture intime du monde.
Car le nombre global de variables pour chaque phénomène, lui, demeure stable, sinon fixe.
En pratique, cette nouvelle optique va donner du jeu et du grain à moudre à la physique, mais aussi à toutes les sciences qui succombent actuellement sous les données.
Autant dire bientôt toutes.
Et surtout, théoriquement, ce résultat recèle une nouvelle perspective insoupçonnée sur le principe de moindre action général.
La nature optimise son évolution selon ses contraintes, instantanément et dans la durée.
Cette IA, à sa manière mystérieuse, fait la même.
À méditer.
Marc, le 21/05/23