Chronique n° 250 parue dans F.C.-E. N° 1540 – 18 juin 1976

LES SAVANTS COMME JOB

Sur le rôle du hasard et la forme particulière d’humour sous-jacente à la nature

lundi 30 mars 2015

Le mathématicien américain Martin Gardner a fait fortune et continue d’amasser chaque année un joli magot en inventant des jeux. qu’il vend. Ce sont naturellement des jeux très intelligents destinés à développer notre agilité mentale.

Je viens moi aussi, en réfléchissant au présent article, d’inventer un jeu. Mais je ne compte pas sur lui pour mes fins de mois : seulement pour essayer de me figurer clairement et simplement la signification philosophique des travaux de l’école de Kimura, ce généticien japonais dont j’ai déjà parlé (a) [1] et qui semble bien avoir planté le dernier clou dans le cercueil où devrait désormais reposer le darwinisme [2].

Kimura, s’il ne s’est pas trompé, a montré que les mutations se fixent (et donc se transmettent et se perpétuent) rigoureusement au hasard, sans que puisse intervenir le moindre mécanisme de sélection.

Dans le système néo-darwinien actuellement tenu pour la théorie explicative de l’évolution, la mutation résulte d’une erreur fortuite, aléatoire, dans la transmission chimique du programme génétique – c’est le hasard ; et la sélection résulte de l’élimination des moins aptes ainsi produits par le hasard, et par conséquent elle est censée assurer la survie du plus apte – c’est la nécessité, hasard et nécessité étant l’un et l’autre rigoureusement aveugles, mécaniques, exempts de toute trace de finalité : nous sortons, nous sommes le produit, nous autres hommes, d’une mécanique aveugle ne relevant d’aucun plan, d’aucune intelligence (b) [3].

Bon. Maintenant. voici mon jeu. Vous avez devant vous une boîte contenant mille bâtonnets rigoureusement identiques, sauf sur un point : leur longueur. Tous ont une longueur différente, s’étalant de 1 mètre (le plus petit) à 1 mètre + 1 millimètre ou 1001 millimètres (le plus long). Ils peuvent donc être classés dans l’ordre – par exemple de longueur croissante. Quand ils seront ainsi classés, chaque bâtonnet se trouvera avoir un millième de millimètre (ou micron) de plus que le précédent, et un micron de moins que le suivant.

Le jeu consiste précisément à les classer ainsi, mais il y a trois règles : 1. les bâtonnets mélangés dans la boîte vont par paire : chaque fois que vous en tirez un, un autre vient aussi, et cet autre a, soit un micron de plus, soit un micron de moins que le premier (vous n’en savez rien et c’est ce qu’il faut deviner) ; 2. vous n’avez droit à aucun instrument de mesure, seulement à votre coup d’œil ; et 3. vous ne pouvez considérer qu’un couple à la fois.

II est clair que, même si l’on vous paie très cher pour gagner, l’affaire est perdue d’avance. Il est impossible de distinguer au coup d’œil entre deux bâtonnets d’un mètre ne différant entre eux que d’un millionième. Si malgré tout vous vous obstinez à classer en priant pour que l’ordre soit le bon, mais en ne comptant que sur le hasard, votre espoir de tomber juste, calculable par ce qu’on appelle une factorielle, est empiriquement nul [4]. Mon jeu est un jeu idiot : jouez plutôt à la belotte.

Or, si Kimura a raison, ce serait en jouant à ce jeu idiot (mais infailliblement) que l’évolution biologique aurait produit toutes les merveilles de la nature vivante, y compris l’homme, y compris Kimura démontrant ce qu’il y a d’inexplicable dans l’évolution, si l’on s’en tient aux mécanismes aveugles. Car l’évolution vraie, c’est l’évolution infinitésimale, celle qui se traduit par la modification d’une molécule, certains disent même d’un atome [5].

Or, le plus « apte », notion dont on a depuis toujours souligné le caractère vague et anthropomorphique, c’est de toute façon l’être dans sa totalité, c’est-à-dire un phénomène macrophysique, fantastiquement éloigné de l’infiniment petit. Toute modification significative (c’est-à-dire suffisant à déclencher ce que les théoriciens maintenant bien embêtés appelaient une « pression de sélection », est la somme d’une immense suite ordonnée de mutations infinitésimales, qui, elles, sont indiscernables au niveau de la modification utile [6].

On ne commence à apercevoir une différence de longueur entre les bâtonnets que quand elle atteint quelques centaines de microns : mais pour en arriver là, il a fallu plusieurs centaines de choix justes. Ces choix, qui du point de vue de l’évolution équivalaient au pur hasard, ont cependant été faits comme il faut. Comment ? En vertu de quel mécanisme ? Disons-le : Kimura nous ramène au sein des ténèbres d’où Darwin croyait nous avoir sortis. Réfléchissant à ce problème ces dernières semaines, je sentais comme une impression de déjà-vu. Ce saut dans l’impénétrable au-dessous d’une certaine dimension me rappelait quelque chose, et le lecteur physicien sait à quoi je pense : aux quanta, au « problème de la mesure » aux « variables cachées », aux contradictions presque innombrables sur lesquelles les physiciens les plus profonds discutent en vain depuis Bohr, Pauli, Heisenberg, Schrödinger [7].

Je ne tenterai pas étourdiment de proposer des rapprochements scientifiquement valables entre des problèmes si difficiles ! Il faut admettre que l’esprit se trouve actuellement affronté à des labyrinthes où la moindre tentative d’exploration donne l’impression que les plus grands esprits de l’humanité devront errer des siècles avant d’entrevoir une lumière (c).

Cependant, une chose semble sûre : l’évolution, qui est aussi ancienne que l’univers, n’a jamais cessé d’emprunter des voies où l’essentiel échappe à notre compréhension. La désintégration atomique par exemple. Ce phénomène statistique si simple et si rigoureux qui détermine la « longueur de vie » d’un élément radioactif repose entièrement sur l’hypothèse d’un effet sans cause !

Effet de quoi alors ? De rien vous dis-je, et il faut qu’il en soit ainsi pour que les choses soient telles qu’on les voit. Plus on affine l’observation et plus (ainsi que je l’ai précédemment écrit) on met en évidence le hasard. Et, corrélativement, plus les causes (ou appelons cela comme on voudra) de ce qu’il nous importerait le plus de savoir nous échappent.

Finalement, les découvertes de Kimura n’ont pas de quoi étonner. Elles sont conformes à ce que j’oserai appeler, avec infini respect la forme particulière d’humour sous-jacente à la nature entière. « Où étais-tu quand j’ai fait les étoiles ? » Tout savant maintenant, s’il prête un peu l’oreille, entend ce sarcasme qu’entendit Job [8].

Aimé MICHEL

(a) FcE 30/4, l’article : « Saint Hasard ».

(b) C’est ici le lieu de rendre un dernier hommage à Jacques Monod. qui eut le courage et l’honneur de mettre un esprit éminent – le sien – à une recherche philosophique présomptueusement enterrée par des philosophes professionnels ignares. S’il s’est trompé, felix culpa ! C’est son livre qui a réintroduit en France l’inquiétude métaphysique.

(c) Le lecteur courageux et sachant l’anglais pourra se délecter de la dispute Whiteman-Chari dans : Quantum Physics and Parapsychology (comptes rendus d’un récent congrès, édités par la Parapsychology Foundation, 29 West 57th Street, New York, N.Y. 10019).

Chronique n° 250 parue dans F.C.-E. N° 1540 – 18 juin 1976


Notes de Jean-Pierre ROSPARS du 30 mars 2015


[1Aimé Michel a présenté les travaux de ce généticien japonais dans la chronique n° 249, Saint Hasard – La sélection naturelle et la théorie neutraliste de Motoo Kimura, mise en ligne la semaine dernière.

[2Cette formule sur Kimura ayant « planté le dernier clou dans le cercueil où devrait désormais reposer le darwinisme » est un peu excessive car trop favorable à la théorie neutraliste et pas assez à la théorie néodarwiniste. Les deux théories sont incomplètes, mais la première encore plus clairement que la seconde.

[3Le hasard et la nécessité est le titre du célèbre ouvrage de Jacques Monod, lauréat du prix Nobel de biologie en 1965 en compagnie de ses collègues François Jacob et André Lwoff. Monod y a présenté avec clarté et conviction sa conception de la biologie et ses conséquences métaphysiques (on pourra se faire une idée de la vigueur de sa pensée par les citations que je donne dans les notes 5 et 6 ci-dessous). Aimé Michel, bien qu’il n’ait pas ménagé ses critiques à son égard, notamment dans la chronique n° 33 du 7 mai 1971, Jacques Monod ou les contradictions du matérialisme (25.01.2010), lui rend ici hommage pour avoir « réintroduit en France l’inquiétude métaphysique » que les philosophes des années 70 avaient délaissé au profit de la politique, de la psychanalyse et d’autres chimères telles que « l’En Soi, le Pour Soi, l’Essence et la Différance (avec un a) » comme il l’écrivait dans la chronique n° 80, Questions aux philosophes (16.11.2009, voir aussi la correspondance qui suivit, 28.11.2009, ainsi que la chronique n° 412, Critique du beau livre que je n’ai pas lu, 01.06.2009).

[4J’imagine qu’Aimé Michel a pris plaisir à calculer ce nombre même s’il n’a pas voulu en infliger le détail à ses lecteurs. Que l’on me pardonne de n’avoir pas ce scrupule et de m’interroger à mon tour sur le nombre de façons qu’il y a de ranger 1000 baguettes supposées toutes discernables les unes des autres (je laisse de côté les trois règles).

Il y a 1000 façons de choisir la première baguette et 999 de choisir la seconde. Il y a donc au total 1000 x 999 façons de tirer la première paire de baguettes. Il y a 998 façons de tirer la troisième et ainsi de suite jusqu’à la dernière. Le nombre total de tirages possibles est donc 1000 x 999 x 998 x 997 x … x 3 x 2 x 1. Ce nombre noté 1000 ! est appelé factorielle 1000. La factorielle n ! de n’importe quel nombre n peut être calculée par une formule qui en donne une excellente approximation : n ! = √(2π) nn+1/2 exp(-n). Cette formule fut découverte par Abraham de Moivre (né en 1667 à Vitry-le-François et mort en 1754 à Londres où il émigra à la suite de la révocation de l’Edit de Nantes) et complétée par l’Ecossais James Stirling (1692-1770). Pour n = 1000 il faut recourir aux logarithmes car n ! est plus grand que le plus grand nombre exprimable sans artifice sur les ordinateurs. On trouve ainsi que 1000 ! est approximativement égal à 5 fois 10 à la puissance 743, ce qui est gigantesque au-delà de toute imagination. La probabilité de ranger par hasard les 1000 baguettes par taille croissante est donc de l’ordre de 10−743, qui est un nombre excessivement petit, « empiriquement nul » comme l’écrit Aimé Michel.

[5Chacun des deux brins d’une macromolécule d’ADN est formé de l’enchaînement de molécules appelées nucléotides dont les éléments essentiels sont l’adénine A, la thymine T, la cytosine C, et la guanine G. Ces nucléotides vont par paire parce qu’à chaque nucléotide sur un brin correspond un nucléotide complémentaire sur l’autre brin, avec A lié à T et C lié à G. Ils forment ainsi de très longues séquences dont un fragment peut être par exemple TCAAGC sur un brin et AGTTCG sur l’autre brin.

L’altération d’un de ces nucléotides produit une mutation. Selon les cas ces mutations sont dues à : « 1. La substitution d’une seule paire de nucléotides à une autre ; 2. La délétion ou l’addition d’une ou plusieurs paires de nucléotides ; 3. Divers types de “mastics” altérant le texte génétique par inversion, répétition translocation et fusion de segments de séquence plus ou moins longs ». Jacques Monod qui donne cette explication des mutations insiste ensuite sur leur survenue accidentelle en termes particulièrement vigoureux, où le mot seul est répété et souligné quatre fois :

« Nous disons que ces altérations sont accidentelles, qu’elles ont lieu au hasard. Et puisqu’elles constituent la seule source possible de modifications du texte génétique, seul dépositaire, à son tour des structures héréditaires de l’organisme, il s’ensuit nécessairement que le hasard seul est à la source de toute nouveauté, de toute création dans la biosphère. Le hasard pur, le seul hasard, liberté absolue mais aveugle, à la racine même du prodigieux édifice de l’évolution : cette notion centrale de la biologie moderne n’est plus aujourd’hui une hypothèse, parmi d’autres possibles ou au moins concevables. Elle est la seule concevable, comme seule compatible avec les faits d’observation et d’expérience. Et rien ne permet de supposer (ou d’espérer) que nos conceptions sur ce point devront ou même pourront être révisées. » (Le hasard et la nécessité, Seuil, Paris, 1970, p. 127).

Admirons cette affirmation, tenons là à sa juste valeur (qui est éminente) mais sans oublier que la science est une aventure riche en surprises et rebondissements (voir note suivante).

[6Ce passage à sens unique du microscopique au macroscopique, du génotype au phénotype, de l’ADN transcrit en ARN puis traduit en protéines a été formulé pour la première fois par Francis Crick en 1958. Il l’a appelé le dogme central de la biologie moléculaire. Ce « dogme » a été exprimé avec force par Jacques Monod :

« [L]e mécanisme de la traduction est strictement irréversible. Il n’est ni observé, ni d’ailleurs concevable, que de l’“information” soit jamais transférée dans le sens inverse, c’est-à-dire de protéine à ADN. Cette notion repose sur un ensemble d’observations si complètes et si sûres, aujourd’hui, et ses conséquences en théorie de l’évolution notamment sont si importantes, qu’on doit la considérer comme l’un des principes fondamentaux de la biologie moderne. Il s’ensuit en effet qu’il n’y a pas de mécanisme possible par quoi la structure et les performances d’une protéine pourraient être modifiées et ces modifications transmises, fût-ce partiellement, à la descendance, si ce n’est comme conséquence d’une altération des instructions représentées par un segment de séquence de l’ADN. Tandis qu’inversement il n’existe aucun mécanisme concevable par quoi une instruction ou information quelconque pourrait être transférée à l’ADN. » (Le hasard et la nécessité, op. cit., pp. 124-125).

La vertu des « dogmes » de ce genre en science est d’exprimer clairement à un moment donné une « loi » de la nature, en évitant tout à-peu-près, tout flou de la pensée. Plus l’expression est précise et plus il devient facile de la mettre à l’épreuve et d’en découvrir le cas échéant les exceptions et de l’infirmer. En ce sens on peut dire qu’une théorie est d’autant plus scientifique qu’elle est plus « dogmatique » car elle se prête ainsi à la réfutation. On aura reconnu la réfutabilité (ou « falsifiabilité » pour utiliser un anglicisme) de Popper.

C’est d’ailleurs ce qui est arrivé à la partie du dogme central de la biologie moléculaire visée par la dernière phrase de la citation de Monod ci-dessus. En effet, dès 1970, à peine l’encre qui l’imprima était-elle sèche, que Howard Temin (1934-1994) et David Baltimore (né en 1938) démontraient de manière indépendante et publiaient dans le même numéro de la revue Nature qu’il existe chez les rétrovirus une enzyme, la transcriptase inverse, capable de transcrire l’ARN en ADN (voir les chroniques n° 123, Les infortunes du hasard – La découverte de la transcriptase inverse (14.05.2012) et n° 124, La fin du darwinisme – La transcriptase inverse montre qu’il existe des variations génétiques induites de l’extérieur (21.05.2012). C’était une découverte hérétique pour laquelle Temin et Baltimore ainsi que Renato Dulbecco obtinrent le prix Nobel de médecine en 1975.

[7Bohr, Pauli, Heisenberg, Schrödinger sont parmi les principaux fondateurs de la physique quantique sur laquelle Aimé Michel n’a cessé de méditer. On trouvera dans la chronique n° 231, Achever la création ? – Le chaos des espaces infinis représente le domaine de notre liberté future (17.11.2014) une série de liens vers les chroniques où il a abordé ce sujet.

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