Entretien avec Eric J. Chaisson

Depuis Darwin, nous avons pris l'habitude d'accorder le mot évolution à l'histoire de la vie sur Terre. Or, l'univers, apparu voici dix à vingt milliards d'années, connaît lui aussi une évolution, non pas biologique mais cosmique. Comprendre la nature et définir les lois de cette transformation perpétuelle tel est le but du Pr Chaisson.
Pas d'évolution sans variation. Le fondement de l'évolution biologique est ainsi la variation de la macromolécule d'ADN. L'évolution cosmique, quant à elle, dépend de l'état d'équilibre : depuis la naissance de la thermodynamique, les physiciens s'accordent à décrire l'ordre d'un système en fonction de son degré de proximité ou d'éloignement de l'état d'équilibre, lui-même décrit par un flux d'énergie variable. Tout changement s'opère par une sorte de "detruction créatrice", c'est-à-dire par un jeu de dissipation et de formation des états d'équilibres.
Depuis les premières millisecondes de son existence, l'Univers a existé sous trois formes, qui déterminent trois Eres dans l'ouvrage du Pr Chaisson : l'Ere de la radiation, puis de l'Ere de la matière et enfin l'Ere de la vie. Latransition d'un état à un autre s'effectue selon un gradient de complexité croissante. Cette complexité se définit par la variété d'interactions des composants d'un système. De façon opérationnelle, elle se décrit comme la mesiure de l'information nécessaire à la description des strctures et des fonctions de ce système ou, d'un point de vue purement physique, comme le taux d'énergie libre par unité de masse. L'apparition de la vie se caractérise par un accroissement considérable de ce taux : il est soixante-quinze mille fois plus élevé pour un cerveau humain que pour une étoile !
" Le scénario de l'évolution cosmique, conclut le Pr Chaisson, nous offre une perspective large dans le temps et l'espace, mais aussi une matière à réflexion éthique si nous souhaitons que notre espèce s'inscrive encore à l'avenir dans ce scénario ".

Le concept d'"évolution" est généralement utilisé dans les sciences de la vie. Mais votre livre concerne en premier lieu l'origine et l'expansion de l'univers, ce que vous appelez l'Ere de la radiation et l'Ere de la matière. En quel sens peut-on ici parler d'évolution ?

Eric J. Chaisson : j'utilise le mot "évolution" dans un sens général. Je crois que les biologistes ne doivent pas avoir l'usage exclusif d'un concept aussi puissant. De moon poit de vue, l'évolution désigne toute sorte de changemeent développemental ou génératif. Il est vrai que l'évolution biologique renvoie spécifiquement au darwinisme - en fait, au néo-darwnisme (car Darwin lui-même, ironie de l'histoire, n'a jamais employé le mot). Il s'agit alors d'une forme spécifique de l'évolution. Quand je regarde la nature, je vois des transformations à toutes les échelles du temps comme de l'espace. C'est la raison pour laquelle j'ai forgé une expression plus imaginative pour désigner ce phénomène : l'évolution cosmique.

Depuis Shannon, Weaver, Wiener et bien d'autres, les mathématiciens et les physiciens ont souvent suggéré d'utiliser le concept d'information pour défiir l'originalité de la vie, mais auussi une nouvelle interprétation de la matière. Pour votre part, vous éméteez des réserves sur cette ntion d'information et vous préférez en revenir une grandeur plus fondamentale, l'énergie. Pouquoi ?

Eric J. Chaisson : En effet, je ne suis pas à l'aise avec le mot "information". Je comprends très bien son usage pour décrire des systèmes de communication, mais je ne vois pas trop son intérêt pour les sysstèmes vivants. Le problème survient quad on se demande : de quelle inforation parle-t-on ? Quel est le sens exact de ce mot ? Quel est son contenu ? Une suite aléatoire de chiffres contient certainement de l'information, mais pas beaucoup voire pas du tout de signification. Qui plus est, comment peut-on quantifier et mesurer l'information dans l'univers ? Nous sommes ici sur un terrain glissant.
Pour ma part, j'utilise le concept d'énergie, qui me paraît bien plus adapté à la description des systèmes vivants ou non vivants. L'énergie est une invention des physiciens du XIX^e siècle, mais il s'agit d'une terme plus compréhenssible et bien défini. Le concept d'énergie est utilisé de la même manière par tous les scientifiques du monde. Je sais aussi exactement comment quantifier et meesurer l'énergie dans tous les systèmes ordonnés. Ainsi, l'énergie me paraît un dénominateur commun très puissant à partir duquel on peut comparer des systèmes de toutes dimensions et de toutes échelles.j'ai pu montré en étudiant les campagnols que l'évolution graduelle existait bien à l'intérieur d'une lignée comme celle des rats-taupiers d'Europe (Mimomys) ou d'Amérique (Ondatra). Mais les changements majeurs entre espèces se font par de sauts, par des discontinuités génétiques qui se matérialisent parfois de façon couplée, mais qui sont plus généralement découplées (différence homme-singe en particulier) au niveau du développement et de la morphologie.
J'ai proposé - sans aucun succès à cause de la pensée gouldienne unique en cours - de modifier le modèle des "équilibres ponctués" de Gould et Eldredge en un modèle des équilibres et déséquilibres (évolution graduelle liée à l'environnement) ponctués par les phénomènes de spéciation. Mais on m'a refusé une note à Nature (une simple réponse) sur le sujet, après une note de Gould vantant son modèle généralisant abusivement les ponctuations… sans prendre en compte les vrais exemples de gradualismes dûment démontrés (campagnols et ammonites).
En fait les systèmes en général évoluent par des "sauts discrets" et graduellement, mais à des échelles différentes… Cela a tout de même été publié dans les Compte-rendus de l'Académie des Sciences et Quaternary International…

L'ascension cosmique de la complexité est illustrée selon vous à travers le taux d'énergie libre par densité (c'est-à-dire unité de masse). L'origine de la vie représente-t-elle de ce point de vue une particularité, un "progrès" dans un sens qualitatif ?

Eric J. Chaisson : je pense que la vie diffère de la matière, mais seulement en degré, pas en nature : précisément, le degré de complexité, c'est-à-dire le flux d'énergie utile. En d'autres termes, la vie est certaiinement plus complexe que la matière inanimée, mais elle ne diffère pas intrinsèquemment. S'il y a un "saut", il s'agit d'un saut en complexité, et non d'une innovation particulière qui apporterait une distinction radicale entre le vivant et le non-vivant. La notion de progrès est très chargée de sens, et son maniement est trop délicat. Le progrès implique en général un dessein ou un plan émanant d'une entité supranturelle. Je ne vois rien de semblable dans la nature et je crois pas que la nature fasse des progrès. Je pense en revanche que nous faisons des progrès dans la compréhension de la nature.

Le paradigme darwinien est l'évolution par sélection naturelle des mutations adaptatives. Dans votre esprit, s'agit-il d'une application particulière de l'évolution cosmique par sélection des variations les mieux ordonnées ? Mais dans ce cas, quel serait l'équivalent de l'héritabilité, qui conditionne la validité du darwinisme ?

Eric J. Chaisson : bien sûr, les gènes ou l'hérédité n'ont aucun rôle en ce qui concerne la matière inanimée. Ces propriétés concernent exclusivement l'évolution biologique et la sélection naturelle. Il s'agit d'une partie de l'évolution cosmique, et même d'une pointe ttrès avancée de la transformation cosmique en général. Comme la flèche du temps se déploie, nous pouvons dire que l'évolution elle-même évolue, devenant de plus en plus riche et complexe à mesure que les systèmes deviennent complexe. Si les gènes et l'hérédité nont pas de sens pour les étoiles et les galaxies, ils en ont assurément pour la vie et l'intelligence.
Ceci dit, je pense que certains aspects de l'évolution biologique, comme la sélection, opère à des niveaux plus simples et plus bas, parmi les systèmes non vivants. La sélection joue à beaucoup de niveaux dans la nature ; mais quand les formes vivantes ont émergé et que le darwinisme est devenu opératoire, les effets de cette sélection sont devenus beaucoup plus importants par l'implication des gènes.

Comme vous le précisez en conclusion, le scénario de l'évolution cosmique n'est pas spécialement anthropocentrique : il favorise tout système complexe. Mais la cognition, définie au sens large comme un processus de traitement de l'information, n'en est-elle pas cependant un aboutissement logique ?

Eric J. Chaisson : vous avez raison de le souligner : je ne vois rien d'anthropocentrique dans l'évolution cosmique. Elle nous a produit comme elle a sans doute produit d'autres vies semblables dans l'univers. Même si nous étions seuls dans l'univers, la conclusion serait la même : en aucun cas, nous ne sommes le pinacle ou le point final de cette évolution cosmique. Je dirais que, pour la nature, le schéma naturel consiste à produire des uantités croissantes d'énergie par unité de masse. Aujourd'hui, 12 millairds d'années après le Big Bang, les êtres humains ont émergé et ils sont capables de manipuler ce flux d'énergie. Cela ne nous rend pas particuliers : disons que cela nous fait de nous une forme transitoire de complexité, un état intermédiaire en chemin vers un autre état, plus complexe.

Précisément : dans le futur, pourrait-on imaginer une Ere de la machine se substituant à l'Ere de la vie, parce que les hommes ou toutes autres vies intelligentes auraient construit des machines qui utilisent mieux que nous l'énergie libre par unité de masse ?

Eric J. Chaisson : On peut sans doute penser à un cyborg, une sorte de synthèse ou de symbiose entre l'homme et la machine. Cependant, même si nous ou nos descendants parviennent à ce statut de demi-machine, je l'incluerais encore dans l'Ere de la vie. Je définis en effet l'Ere de la vie comme le moment dans l'histoire de l'univers où les systèmes ordonnés ont acquis la capacité de manipuler leur environnement plutôt que d'être manipulés par lui. Si nous maîtrisons et intégrons les machines comme une part de notre espèce, nous serons seulement capable de manipuler plus efficacement et plus intensément notre milieu. En cela, il n'y aurait rien de fondamentalement différent de l'Ere de la vie. L'un des mes étudiants à Harvard a un jour suggéré que nous entrerions dans l'Ere de la conscience morale. Voilà qui pourrait être en effet un état plus complexe, plus avancé et méritant une désignation entièrement nouvelle.

Entretien paru dans Dossier BioSciences, 9, novembre-janvier 2002..