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Séance de cours

Auto-organisation dans les systèmes complexes

Dans cours (2)

PHYS-467: Machine learning for physicists

Machine learning and data analysis are becoming increasingly central in sciences including physics. In this course, fundamental principles and methods of machine learning will be introduced and practised. ...

PHYS-512: Statistical physics of computation

The students understand tools from the statistical physics of disordered systems, and apply them to study computational and statistical problems in graph theory, discrete optimisation, inference and machine learning. ...

Description

Cette séance de cours explore le concept d'auto-organisation dans des systèmes complexes, en discutant des propriétés émergentes, du comportement adaptatif et du rôle des interactions dans la formation de la dynamique du système. Il couvre également des exemples provenant de divers domaines pour illustrer ces concepts.

Enseignant·e·s (3)

Vittorio Erba

Florent Gérard Krzakala

Lenka Zdeborová

Lenka Zdeborová is a Professor of Physics and of Computer Science in École Polytechnique Fédérale de Lausanne where she leads the Statistical Physics of Computation Laboratory. She received a PhD in physics from University Paris-Sud and from Charles University in Prague in 2008. She spent two years in the Los Alamos National Laboratory as the Director's Postdoctoral Fellow. Between 2010 and 2020 she was a researcher at CNRS working in the Institute of Theoretical Physics in CEA Saclay, France. In 2014, she was awarded the CNRS bronze medal, in 2016 Philippe Meyer prize in theoretical physics and an ERC Starting Grant, in 2018 the Irène Joliot-Curie prize, in 2021 the Gibbs lectureship of AMS. She is an editorial board member for Journal of Physics A, Physical Review E, Physical Review X, SIMODS, Machine Learning: Science and Technology, and Information and Inference. Lenka's expertise is in applications of concepts from statistical physics, such as advanced mean field methods, replica method and related message-passing algorithms, to problems in machine learning, signal processing, inference and optimization. She enjoys erasing the boundaries between theoretical physics, mathematics and computer science.

Source officielle

Concepts associés (32)

Système complexe adaptatif

Un système complexe adaptatif ou système complexe auto-adaptatif est l'ensemble des cas particuliers d'un système complexe capable de s'adapter à son environnement par des expériences d'apprentissage. Le terme anglais complex adaptive systems (CAS) a été introduit par l'Institut interdisciplinaire de Santa Fe notamment par John H. Holland et Murray Gell-Mann. En 1962, Vero Copner Wynne-Edwards a observé la sélection de groupe à l’œuvre dans les communautés d’oiseaux sauvages.

Système complexe

vignette|Visualisation sous forme de graphe d'un réseau social illustrant un système complexe. Un système complexe est un ensemble constitué d'un grand nombre d'entités en interaction dont l'intégration permet d'achever un but commun. Les systèmes complexes sont caractérisés par des propriétés émergentes qui n'existent qu'au niveau du système et ne peuvent pas être observées au niveau de ses constituants. Dans certains cas, un observateur ne peut pas prévoir les rétroactions ou les comportements ou évolutions des systèmes complexes par le calcul, ce qui amène à les étudier à l'aide de la théorie du chaos.

Auto-organisation

L'auto-organisation ou autoorganisation est un phénomène par lequel un système s'organise lui-même. Les systèmes physiques, biologiques ou écologiques, sociaux, ont tendance à s'organiser d'eux-mêmes. Il s'agit soit de l'organisation initiale du système lors de son émergence spontanée, soit lorsque le système existe déjà de l'apparition d'une organisation plus ou complexe. L'auto-organisation agit ainsi à l'encontre de l'entropie (on parle alors de néguentropie), qui est une mesure de désordre.

Émergence

L’émergence est un concept philosophique formalisé au et qui peut être grossièrement résumé par l'adage : « le tout est plus que la somme des parties ». Il s'oppose au réductionnisme comme aux doctrines dualistes (dualisme ou vitalisme). Une propriété peut être qualifiée d’émergente si elle « découle » de propriétés plus fondamentales tout en demeurant « nouvelle » ou « irréductible » à celles-ci. Ainsi, John Stuart Mill constate que les propriétés de l'eau ne sont pas réductibles à celles de l'hydrogène ou de l'oxygène.

Emergentism

Emergentism is the belief in emergence, particularly as it involves consciousness and the philosophy of mind. A property of a system is said to be emergent if it is a new outcome of some other properties of the system and their interaction, while it is itself different from them. Within the philosophy of science, emergentism is analyzed both as it contrasts with and parallels reductionism. Emergentism can be compatible with physicalism, the theory that the universe is composed exclusively of physical entities, and in particular with the evidence relating changes in the brain with changes in mental functioning.

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Séances de cours associées (2)

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