Qu'est-ce que l'information ? La réponse est surprenante.

On dit souvent que nous vivons à l'ère de l'information. Mais qu'est-ce que l'information exactement ? Elle semble être une ressource plus nébuleuse que le fer, la vapeur et d'autres substances clés qui ont alimenté les transformations technologiques. En effet, l'information n'avait pas de signification précise avant les travaux du pionnier de l'informatique Claude Shannon dans les années 1940. 

Shannon s'est inspiré d'un problème pratique : quel est le moyen le plus efficace de transmettre un message sur un canal de communication comme une ligne téléphonique ? Pour répondre à cette question, il est utile de la reformuler sous forme de jeu. Je choisis un nombre aléatoire entre 1 et 100, et votre objectif est de le deviner le plus rapidement possible en posant des questions par oui ou par non. " Le nombre est-il supérieur à zéro ? " est clairement une mauvaise idée : vous savez déjà que la réponse sera oui, donc il est inutile de demander. Intuitivement, " Le nombre est-il supérieur à 50 ? " est le meilleur coup d'ouverture. C'est parce que les deux réponses possibles sont tout aussi probables : dans un cas comme dans l'autre, vous apprendrez quelque chose d'inattendu. 

Dans son célèbre article de 1948, " Une théorie mathématique de la communication ", Shannon a élaboré une formule traduisant cette intuition en termes mathématiques précis, et il a montré comment cette même formule peut être utilisée pour quantifier l'information contenue dans n'importe quel message. En gros, la formule définit l'information comme le nombre de questions auxquelles il faut répondre par oui ou par non pour déterminer le contenu d'un message. Les messages plus prévisibles, selon cette mesure, contiennent moins d'informations, tandis que les messages plus surprenants sont plus informatifs. La théorie de l'information de Shannon a posé les bases mathématiques des méthodes de stockage et de transmission de données aujourd'hui omniprésentes (y compris les techniques de correction d'erreurs dont j'ai parlé dans le numéro du 5 août 2024 de  Fundamentals ). Elle a également des applications plus fantaisistes. Comme l'expliquait Patrick Honner dans une chronique de 2022, la théorie de l'information peut vous aider à gagner au jeu de devinettes en ligne Wordle.

Dans un essai publié en 2020 pour  Quanta , l'ingénieur électricien David Tse s'est penché sur une caractéristique curieuse de la théorie de l'information. Shannon a développé sa formule emblématique pour résoudre un problème d'ingénierie concret, mais les mathématiques sous-jacentes sont si élégantes et omniprésentes qu'il semble de plus en plus qu'il ait trouvé quelque chose de plus fondamental. " C'est comme s'il avait découvert les lois de la communication de l'univers, plutôt que de les avoir inventées ", a écrit Tse. De fait, la théorie de l'information de Shannon s'est avérée avoir des liens inattendus avec de nombreux domaines de la physique et de la biologie.

Nouveautés et points importants

Le premier lien surprenant entre la théorie de l'information et la physique était déjà présent dans l'article fondateur de Shannon. Shannon avait auparavant discuté de sa théorie avec le légendaire mathématicien John von Neumann, qui avait observé que la formule de l'information de Shannon ressemblait à celle d'une quantité mystérieuse appelée entropie, qui joue un rôle central dans les lois de la thermodynamique. L'année dernière, Zack Savitsky a retracé l'histoire de l'entropie, depuis ses origines dans la physique des machines à vapeur jusqu'aux " moteurs d'information " à l'échelle nanométrique que les chercheurs développent aujourd'hui. Cet excellent ouvrage scientifique explore également les implications philosophiques de l'introduction de l'information – une quantité intrinsèquement subjective – dans les lois de la physique.

Ces questions philosophiques sont particulièrement pertinentes pour les chercheurs qui étudient la théorie quantique. Les lois de la physique quantique ont été élaborées dans les années 1920 pour expliquer le comportement des atomes et des molécules. Mais ces dernières décennies, les chercheurs ont compris qu'il était possible de déduire toutes ces mêmes lois à partir de principes qui ne semblent avoir aucun lien avec la physique ; ils reposent plutôt sur l'information. En 2017, Philip Ball a exploré les enseignements tirés par les chercheurs de ces tentatives de reconstruction de la théorie quantique.

La physique n'est pas le seul domaine influencé par les idées issues de la théorie de l'information. Peu après l'article de Shannon, l'information est devenue centrale dans la façon dont les chercheurs appréhendent la génétique. Plus récemment, certains chercheurs ont appliqué les principes de la théorie de l'information à certaines des questions les plus épineuses de la biologie. Lors d'une séance de questions-réponses avec Kevin Hartnett en 2015, le biologiste Christoph Adami a décrit comment il utilise la théorie de l'information pour explorer les origines de la vie. En avril, Ball a décrit une nouvelle tentative visant à repenser l'évolution biologique comme un cas particulier d'une " théorie de l'information fonctionnelle " plus fondamentale, à l'origine de l'émergence de la complexité dans l'univers. Cette théorie reste spéculative, mais elle illustre l'ampleur frappante de l'influence de la théorie de l'information.

Comme l'a déclaré l'astrobiologiste Michael Wong à Ball : " L'information elle-même pourrait être un paramètre vital du cosmos, au même titre que la masse, la charge et l'énergie. " Une chose semble certaine : les chercheurs qui étudient l'information peuvent certainement s'attendre à d'autres surprises dans les années à venir.



Le livre de James Gleick, " L'Information : une histoire, une théorie, un déluge ",  est remarquablement ambitieux. Il aborde le développement du langage écrit, le télégraphe et l'essor d'Internet, ainsi que les origines et l'influence de la théorie de l'information de Shannon. Gleick a abordé les thèmes de l'ouvrage lors d'une conférence passionnante à l'université Harvard en 2012.



L'historien des sciences  Matthew Cobb  a écrit un article en 2013 dans la revue  Cell  relatant la généralisation du langage de l'information en biologie. 



 

Seuls les poissons morts suivent le courant.

Ce que les humains peuvent voir, entendre et tenir dans leurs mains est assez limité. Dès le départ, ils ne connaissent pas grand-chose du monde dans lequel ils vivent. Ils affirment que l'univers est une roue, que la vie se répète au rythme du karma et du samsãra, mais la plupart du temps ils ne sont même pas capables de dire ce qui tourne, ni ce qui revient.

La famille ne se maintient qu'en suçant le sang et la moelle de ses membres les plus fragiles. 

En 1943, dans la campagne de Corleone en Sicile, un père et ses fils ramènent une bombe américaine pour la désamorcer et revendre les explosifs qu'elle contient. Mais elle explose accidentellement, ne laissant qu'un orphelin de 13 ans, forcé à devenir chef de famille auréolé de son statut de miraculé : Salvatore Riina, dit Toto Riina, qui deviendra l'un des parrains les plus influents et redoutés de la mafia sicilienne. 

Dans un long article publié dans le Corriere della Sera sous le titre " Les professionnels de l’antimafia ", l’écrivain Leonardo Sciascia a écrit : " en Sicile, pour faire carrière dans la magistrature, rien de tel que de participer à des procès contre la mafia ". Comme si, en pratique, les magistrats du pool, Borsellino en l’espèce, allaient se fourrer dans ces guêpiers que sont les procès contre la mafia, quitte à en sortir souvent amochés, voire sous forme de cadavres desséchés, afin de gagner des points pour leur carrière ; ou comme si, à tout le moins, ils en tiraient un bénéfice. Or, s’il y a bien un mot qui ne viendrait jamais à l’esprit de Paolo, ni de Giovanni, ni des autres magistrats du pool au sujet de leurs vies, c’est " bénéfice ".

Quant aux scrupules religieux du Gymnosophiste, à son dégoût en présence des chairs ensanglantées, j'en serais plus touché s'il ne m'arrivais de me demander en quoi la souffrance du brin d'herbe qu'on coupe diffère essentiellement de celle du mouton qu'on égorge, et si notre horreur devant les bêtes assassinées ne tient pas surtout à ce que notre sensibilité appartient au même règne.

D’une façon ou d’une autre, on est obligé de dire que le mal a une cause. Le mal, en effet, est le défaut d’un bien qu’un être est naturellement apte à avoir, et doit avoir. Or, un être ne peut être privé de la disposition due à la nature que si une cause lui soustrait cette disposition. Un corps lourd ne s’élève que si quelqu’un le lance ; un agent ne manque son action qu’en raison d’un obstacle. Mais être cause ne peut être que le fait d’un bien ; car rien ne peut être cause sinon en tant qu’il est de l’être, et tout être, en tant que tel, est un bien. Du reste, si nous considérons la nature particulière des causalités, nous voyons que l’agent, la forme et la fin impliquent chacun une certaine perfection qui se rattache à la raison de bien. La matière elle-même, en tant qu’elle est en puissance au bien, a raison de bien.

Ce qui précède prouve que le bien est cause du mal à la manière d’une cause matérielle, car on a montré que le bien est le sujet du mal. Quant à la cause formelle, le mal n’en a pas, car il est plutôt une privation de forme. Il en est de même de la cause finale ; car le mal, loin d’avoir une fin, est bien plutôt la privation de l’ordination à la fin requise ; car ce n’est pas seulement la fin qui a raison de bien, mais aussi l’utile, qui est ordonné à la fin. Si le mal a une cause efficiente, c’est une cause qui ne le produit pas directement, mais par accident. 

Pour en avoir la preuve, il faut savoir que le mal n’est pas produit de la même manière dans l’action et dans l’effet. Dans l’action, le mal est causé par le défaut de l’un des principes de l’action, soit du côté de l’agent principal, soit du côté de l’agent instrumental. Ainsi, un défaut de motricité chez le vivant peut provenir ou d’une faiblesse de l’organisme, comme chez l’enfant, ou du mauvais état des membres qui en sont les instruments, comme chez les boiteux. Dans une chose, au contraire, le mal a pour cause parfois la puissance de l’agent (non pas toutefois dans l’effet propre de cet agent), et parfois le défaut de l’agent ou de la matière. Le mal est produit par la puissance ou la perfection de l’agent, quand, à la forme voulue par cet agent, est liée comme une conséquence nécessaire la privation d’une autre forme. Ainsi la combustion implique-t-elle la destruction de l’air ou de l’eau, de sorte que, plus le feu est puissant et actif, plus il imprime énergiquement sa forme, et plus il détruit avec énergie ce qui lui est contraire. Le mal et la destruction de l’air ou de l’eau provient de la perfection du feu. Mais cela est produit par accident ; car le feu ne tend pas à expulser la forme de l’eau, il tend à introduire sa propre forme ; seulement, en faisant ceci, il cause cela par accident. Mais s’il y a un défaut dans l’effet propre du feu, c’est-à-dire s’il ne réussit pas à chauffer, cela provient d’un défaut de l’action même, défaut qui est dû à un manque dans le principe d’action, comme on l’a dit ; ou bien cela tient à une mauvaise disposition de la matière, qui ne reçoit pas l’action du feu. Or ce fait même d’être déficient, est accidentel au bien, auquel il convient par soi d’agir. Cela prouve de toute manière que le mal n’a de cause que par accident. Et c’est ainsi que le bien est cause du mal.

Quoi qu’il en soit, j’ai tout reçu. Il n’y a de louche qu’une bouteille de pinte, sans étiquette, que je n’ai point demandée. En relisant votre lettre, j’ai cru que ce devait être pourtant un objet intitulé ratafia à la fleur d’orange, et, dans cette confiance, me voilà à en avaler un grand quart de gobelet. Pas un mot ; c’est que c’est de l’eau-de-vie de crocheteur d’une violence comme on m’assure n’en avoir pas encore vue ! Moi qui, de mes jours, n’avais encore avalé une goutte d’eau-de-vie pure, je vous laisse à penser si je me suis brûlé palais, gencives et poitrine. Je vous remercie de la gentillesse, elle est charmante ! Et j’en serai quitte pour cracher le sang deux ou trois jours.

C’est au milieu des vices les plus grossiers et les plus bas qu’il faut qu’un malheureux homme apprenne à chérir la vertu ! Et c’est pour n’avoir pas respecté le cul d’une putain qu’il faut qu’un père de famille risque de n’être jamais aimé de ses enfants, parce qu’on l’en sépare, qu’il soit arraché des bras de sa femme, des soins de ses terres, qu’il soit volé, ruiné, déshonoré, perdu, qu’il ne puisse plus ni mener ses enfants dans le monde, ni s’y remontrer lui-même, qu’il soit le plastron et le jouet d’un tas de geôliers, la pâture de trois ou quatre autres scélérats, qu’il perde son temps, sa santé, son argent, et qu’il soit depuis sept ans renfermé comme un fou dans une cage de fer ! Et tout cela pourquoi ? Quelles causes peuvent opérer de si grands effets ? A-t-il trahi l’Etat ? A-t-il comploté contre les jours de sa femme, de ses enfants, de son souverain ? Point du tout ; pas un mot de tout cela. Il a le malheur d’être convaincu que rien n’est moins respectable qu’une putain et que la manière dont on s’en sert doit être aussi égale que celle dont on pousse sa selle.