(PhysOrg.com) -- En recherchant le contrôle et la perfection dans tout, des puces informatiques aux jets commerciaux, les scientifiques et les ingénieurs excluent en fait une force fondamentale qui permet à la nature de surpasser même leurs meilleurs efforts.

Bien que cela puisse sembler défier la logique, les imperfections et le caractère aléatoire apparent parmi même les humbles bactéries aident à garder la nature quelques longueurs d'avance, selon Peter Cummings et Mike Simpson du Oak Ridge National Laboratory, co-auteurs d'un article publié dans ACS Nano .

« L'investissement à contre-courant est une stratégie pour gagner en bourse, " Cummings a dit, "mais il peut aussi être une caractéristique fondamentale de tous les processus naturels et détient la clé de nombreux phénomènes divers, y compris la capacité du virus de l'immunodéficience humaine à résister aux médicaments modernes."

Dans leur papier, Cummings et Simpson présentent une théorie selon laquelle, dans une population donnée, une minorité imparfaite - le « bruit » - profite à l'ensemble. Moins de perfection est en fait une bonne chose.

"C'est la leçon de la nature, où une humble cellule bactérienne surpasse nos meilleures puces informatiques par un facteur de 100 millions, et il le fait en partie en étant moins que parfait, ", a déclaré Simpson.

Si nous pensons à une puce informatique comme à un grand nombre d'interrupteurs marche-arrêt, la technologie moderne est devenue assez efficace pour rendre les commutateurs parfaits. Quand on les allume, Ils sont dessus. Mais la vie fonctionne différemment, car il a l'élément de chance, où comme un coup de pièce, le résultat ne peut pas être prédit, juste la probabilité - une chance de 50 pour cent de têtes - peut être connue. Contrairement à la puce informatique, la cellule bactérienne a des interrupteurs imparfaits au hasard, et à travers ces imperfections, les bactéries peuvent faire des choses que la puce informatique ne peut pas faire.

"Au lieu d'essayer de prendre des décisions parfaites sur la base d'informations imparfaites, la cellule joue les cotes avec un twist important :elle couvre ses paris, " dit Simpson. " Bien sûr, la plupart des cellules placeront des paris sur le gagnant probable, mais quelques-uns importants mettront leur argent sur le long terme."

Ces quelques paris à contre-courant peuvent avoir des conséquences qui démentent leur rareté. Par exemple, le virus du SIDA possède l'un de ces commutateurs aléatoires dans lesquels la plupart des cellules infectées sont amenées à produire un nouveau virus qui peut les amener à infecter d'autres cellules. Mais seulement quelques-unes des cellules infectées basculent le commutateur dans l'autre sens et le virus entre dans un état dormant.

"Comme des bombes à retardement, ces infections dormantes peuvent devenir actives plus tard, et ce sont ces événements à contre-courant qui sont le principal facteur empêchant l'éradication du SIDA, ", a déclaré Simpson.

Du point de vue du virus, c'est cet interrupteur imparfait qui lui permet de faire face à la menace thérapeutique.

Revenant à la puce informatique, Cummings a noté qu'ils deviennent plus rapides et plus puissants principalement en devenant plus petits. Ils sont devenus si petits maintenant qu'ils entrent dans le monde de la nanotechnologie, où les choses deviennent moins parfaites et plus affectées par le hasard.

"Mais notre technologie a combattu cette chance en utilisant une approche de force brute qui consomme beaucoup d'énergie, ", a déclaré Cummings.

En réalité, l'un des facteurs limitant la construction d'ordinateurs plus puissants est la quantité d'énergie nécessaire pour réduire le réseau. Pourtant, résidant au sommet des armoires de ces supercalculateurs, se dorer dans la chaleur générée dans la lutte pour vaincre l'élément de chance, les humbles bactéries nous montrent une autre voie.