Un poisson sur la Grande Barrière de Corail acquiert continuellement de nouvelles informations de son environnement - l'emplacement de la nourriture, la noirceur de l'eau, et les bruits de navires lointains, pour ne citer que quelques exemples. Mais seules certaines de ces informations sont significatives, en ce qu'il aide réellement les poissons à survivre. Dans diverses disciplines, de la biologie à l'intelligence artificielle, identifier une telle signification, ou "sémantique, " l'information est un défi majeur. Pourtant, un une définition pleinement formelle de ce type d'information n'a jamais été élaborée.

Un nouvel article d'Artemy Kolchinsky du Santa Fe Institute, un stagiaire postdoctoral spécialisé en théorie de l'information, et le professeur David Wolpert, mathématicien et physicien, en propose un. S'inspirant de la physique statistique et de la théorie de l'information, ils ont proposé une définition qui met l'accent sur la façon dont une information particulière contribue à la capacité d'un système physique à se perpétuer, ce qui, dans le contexte des organismes biologiques communs, signifie sa capacité à survivre. Informations sémantiques, ils écrivent, est « l'information qu'un système physique possède sur son environnement et qui est causalement nécessaire pour que le système maintienne sa propre existence au fil du temps ».

Par exemple, l'emplacement de la nourriture est une information sémantique pour le poisson de la Grande Barrière de Corail, car il est essentiel à la survie du poisson. Mais le bruit d'un navire lointain ne contribue pas à la viabilité du poisson, il ne s'agit donc pas d'une information sémantique.

Kolchinsky et Wolpert espèrent que cette nouvelle, Une définition formelle de l'information sémantique peut aider les chercheurs à trier le bon grain de l'ivraie lorsqu'ils tentent de donner un sens aux informations qu'un système physique possède sur son environnement.

"Certaines informations peuvent être extrêmement significatives pour un organisme, alors que d'autres informations peuvent n'avoir aucun sens, " dit Wolpert. " S'il semble évident que cette distinction est cruciale pour l'analyse des organismes biologiques, il n'a jamais été formalisé. De plus, pour éviter la lourde question de la définition d'un «organisme biologique, ' nous voulions que notre définition de l'information significative soit applicable aux systèmes physiques vivants et non vivants, comme les rochers et les ouragans."

La définition des chercheurs comble une lacune dans la théorie de l'information laissée par Claude Shannon, qui a intentionnellement omis la question du « sens » de l'information dans son article emblématique qui a créé le domaine, "Une théorie mathématique de la communication, " en 1948.

Dans le domaine de la biologie, comprendre le rôle de l'information sémantique pourrait aider à répondre à certaines des questions les plus intrigantes de la discipline, comme l'évolution des premières formes de vie, ou comment les existants s'adaptent, dit Kolchinsky. "Quand on parle de fitness et d'adaptation, l'information sémantique augmente-t-elle au cours du temps évolutif ? Les organismes s'améliorent-ils pour capter les informations qui ont du sens pour eux ? »