Origine de la vie/Simulation

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Il existe déjà un paquet de simulations/animations informatiques simplettes, mais qui pourtant présentent des résultats/comportements intéressants. eg :

  • modèle proie-prédateur etc

Dans cette lignée, pourrait-on tenter un simulateur de structures dissipatives ?


Travaux existants


Ingrédients

Du flux constant, des élément basiques, des règles d'interactions, de la dégradation (vieillesse/usure), des apports d'énergie ponctuels, ...

Flux :

  • le flux peut prendre l'allure d'une cheminée hydrothermale, aka fumeur -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Mont_hydrothermal
  • le flux apporte de la chaleur + du mouvement, ie brassage/translation/rotation des éléments
  • en 3D, un tore, cellule de Bénard -> https://fr.wikipedia.org/wiki/Cellules_de_Bénard,
  • un mouvement convectif => du mouvement du bas vers le haut, ainsi que du haut vers le bas, et des horizontales. C'est plus riche qu'un simple bombardement du haut vers le bas.

Eléments :

  • une demi-douzaine maximum d'éléments simples, avec des règles d'interactions entre eux
  • https://fr.wikipedia.org/wiki/Acide_désoxyribonucléique
  • https://fr.wikipedia.org/wiki/Adénine = C5H5N5 ... déjà un poil compliqué
  • https://fr.wikipedia.org/wiki/Thymine
  • à noter que ces molécules sont en 3D, et pas juste planes
  • on peut considérer un réservoir de ces éléments quasi-infini (comme le flux), mais cela n'est pas irréaliste
  • Plusieurs chercheurs insistent sur l'importance de la spatialité (eg Thom). Des interactions de "collage" sont à prévoir.
  • interactions : mouvement : translation, rotation; agrégation; désagrégation, dislocation
  • les critères d'interaction peuvent être plus riches que seulement géométriques, eg la chaleur peut intervenir, la vitesse,
  • des décharges d'énergie ? (éclairs)
  • peut-être un certain rythme dans les itérations ?


Pratique

  • démarrer en 2D, mais avoir 3D à l'esprit
  • démarrer simplet, eg des éléments qui sont juste des segments bifaces
  • affichage débrayable pour l'essentiel du temps. La surveillance des simulations se fait via les mesures
  • l'espace est modélisé par un maillage cartésien (2D dans un 1° temps)
  • les éléments sont sur les coordonnées entières du maillage
  • le maillage est simple et discret, mais les éléments peuvent être arbitrairement complexes. On n'utilise pas l'encodage des automates cellulaires où les éléments s'étalent et se décrivent sur les cases cartésiennes du référentiel.
  • pour la visu, les éléments peuvent éventuellement être simplement repérés par un symbole, une lettre. Mais il faudrait aussi indiquer l'orientation de l'élément.


Mesures

  • enregistrement des paramètres initiaux évidemment
  • enregistrement de l'état du système à tout instant
  • nombre d'éléments individuels
  • mesure des agrégats : nombre, surface moyenne, longueur périphérique,
  • d'une manière ou d'une autre, une mesure de la dissipation d'énergie (entropie), "rendement thermodynamique". Comment ?


Expectations

Il faut pouvoir enchaîner les simulations par milliers. Identifier rapidement les configurations stériles.

S'il y a des configurations intéressantes, a priori on peut penser qu'il s'agit plutôt d'une minorité.

  • accroissement de la dissipation
  • apparition de structures stables
  • structures avec de nouvelles propriétés
  • de la réplication


Bibliographie

  • "Pour La Science" Dossier #60, juillet/septembre 2008, Où est née la vie ?. Plusieurs articles intéressants
    • Des machines inspirées par le vivant, Sipper, Reggia : très intéressant (décrit des travaux similaires à ceux qui m'intéressent)


(Ne pas hésiter à me contacter pour une copie de tel ou tel article).


Misc

On se rappelle qu'il suffit de 3 corps et d'une liaison d'expression simple entre eux pour obtenir du chaos

Ce serait bien d'arriver à faire fonctionner un raspberrypi.


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