LA SCIENCE CONNAÎT DES DÉFAILLANCES



« Naturelle » la vie ? Pas pour la science !
« Surnaturelle » alors ? Pas du tout !

Christian Magnan
Collège de France, Paris
Université de Montpellier II

Si la science a accompli des prouesses, l'honnêteté réclame aussi de rappeller ses lacunes. Malgré ses succès elle manifeste dans tous les domaines de si nombreux signes d'ignorance qu'un « savant » pourrait avouer qu'au bout du compte il ne sait ni ne comprend grand-chose !

Disons pourquoi la vie n'est pas un phénomène naturel au regard des théories physiques.

Deux conditions se révèlent nécessaires à l'émergence de la vie : un processus de complexification et un état de déséquilibre, la complexification venant d'ailleurs du déséquilibre. Or, ces notions mettent la science mal à l'aise car elle est avant tout cognition de situations d'équilibre. Au contraire de l'équilibre qui dans une situation donnée représente un seul état susceptible d'être décrit par un petit nombre de paramètres, le déséquilibre implique une immense variété de situations difficile à cerner par des équations et impossible à résumer en quelques nombres.

Prenons par exemple un gaz de particules libres s'entrechoquant mutuellement. Nous disposons d'un modèle physique capable d'analyser le comportement de ce gaz. Les renseignements nécessaires à la description de ce système, de nature statistique, sont rassemblés dans une sorte de tableau constituant un objet mathématique appelé « fonction de distribution » des particules. Cette fonction contient le classement des différentes particules en fonction de leur vitesse. Elle est régie par une équation convenable, dite équation de Boltzmann. Or, parmi l'infinité de solutions possibles, nous ne savons en écrire qu'une, celle qui correspond à un état de stabilité et d'équilibre absolu dans lequel tout processus élémentaire est strictement compensé par son contraire : la loi dite de Maxwell-Boltzmann.

Concrètement parlant, cette loi nous précisera les caractéristiques (température, densité, vitesse des particules) de l'atmosphère de la pièce occupée par des fumeurs après leur départ, une fois l'équilibre atteint, mais elle est incapable de décrire les volutes de fumée qui auront accompagné la tabagie, phénomènes trop complexes et instables.

Les exemples abondent. La loi de Planck, ou loi du corps noir, donne la répartition exacte des différentes couleurs composant la lumière d'un corps rayonnant si ce dernier se trouve dans un état d'équilibre complet (dit « thermodynamique ») imposant notamment que le corps soit placé dans une enceinte close, comme dans un four. Mais nulle loi ne donnera la répartition spectrale de la lumière issue d'une étoile car ce corps céleste est un système physique ouvert qui n'est pas en équilibre avec une quelconque enceinte extérieure. De ce fait chaque étoile a son spectre particulier, qui ne relève pas d'une formulation générale.

La vie étrangère à la science, parce qu'elle ne relève pas de l'équilibre ? Oui, mais dissipons tout malentendu : il ne s'agit pas de prétendre qu'en état de déséquilibre s'exerceraient des forces inconnues qui rendraient caduques nos équations. La marque d'étrangeté de la vie aux yeux de la science n'implique pas que cette vie possède (au niveau de ses manifestations physiques) un caractère « surnaturel ». Par définition même de la science et du monde réel, les phénomènes physiques sont rationnels et accessibles à l'investigation scientifique.

Il n'y a pas de miracles au royaume de la physique. Pour reprendre l'exemple du mélange gazeux, le physicien part du principe qu'il connaît les lois régissant les mouvements élémentaires des particules, y compris en situation hors-équilibre. Mais il ne sait pas dégager de l'infinitude des configurations offertes les quelques principes qui l'éclaireraient sur le comportement de gaz non homogènes et animés de mouvements complexes.

Le défi que pose le non-équilibre, notamment en hydrodynamique, mérite évidemment d'être relevé. Et il est d'autant plus frustrant pour le chercheur de ne pas aboutir qu'il est censé connaître les lois élémentaires et fondamentales de la matière. Seulement il ne sait pas, en quelque sorte, les appliquer concrètement. Les résultats dans le domaine précis de la turbulence tardent à venir (réduction du bruit des moteurs d'avions, écoulement des fluides, mouvements atmosphériques et évolution du climat, échanges atmosphère-océan, etc.).

L'analyse des spectres stellaires montre avec certitude que les atmosphères des étoiles sont toutes, à des degrés divers, animées de mouvements ordonnés et désordonnés, à toutes les échelles. Mais dans les théories, par exemple dans les modèles numériques d'étoiles, ces mouvements turbulents sont purement et simplement ignorés car on ne sait pas les traiter. Ces modèles - sur lesquels, soit dit en passant, se basent toutes nos connaissances sur les étoiles - sont construits selon l'hypothèse que la matière est en équilibre hydrostatique. Bien que cette hypothèse soit injustifiée dans la majorité des cas au vu du comportement dynamique des couches des étoiles, la science préfère jouer la carte de l'équilibre parce qu'elle ne sait pas faire autrement et que cette hypothèse lui permet de rester productive au moins sur un plan quantitatif.

L'état d'équilibre est un état pauvre en ressources. L'équilibre conduit à l'uniformisation et à la désagrégation de toute chose. L'apparition de la vie et les processus de complexification supposent au contraire le déséquilibre. Mais la science est encore désarmée pour aborder ce sujet.

Autre caractéristique de la science : elle simplifie à outrance.



D'après un extrait du livre de Christian Magnan
Et Newton croqua la pomme...
Éditions Belfond/Sciences (1990)
Dernière modification : 5 janvier 2002


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