POUR CEUX QUE LE SUJET INTERESSE REELLEMENT :

Extrait du blog de François Roddier, astrophysicien, qui nous a quitté en 2023, mais son blog est heureusement resté accessible :

https://www.francois-roddier.fr/?p=202

[...]l’univers évolue en formant des structures matérielles de plus en plus complexes capables de dissiper de plus en plus efficacement l’énergie. Les étoiles, les planètes, les plantes, les animaux, et enfin l’homme forment une telle suite de structures.

En physique, la puissance dissipée s’exprime en watts. L’efficacité avec laquelle une structure matérielle dissipe l’énergie peut s’exprimer en watts par kilogramme de matière. L’astronome américain Eric Chaisson a tracé une courbe montrant l’efficacité avec laquelle les structures citées plus haut dissipent l’énergie en fonction de l’âge de l’univers.[...] 

Dès 1922, le chercheur américain Alfred Lotka écrivait : “la sélection naturelle tend à maximiser le flux d’énergie à travers une structure organique”. Un peu plus tard, il ajoute : “le principe de sélection naturelle agit comme si c’était une troisième loi de la thermodynamique” (c’est-à-dire une nouvelle loi de la mécanique statistique).

Cette loi est maintenant démontrée. C’est la loi de Dewar. Comme l’évolution de l’univers, l’évolution des espèces est un processus de maximisation du taux de dissipation de l’énergie. L’évolution de l’humanité n’y échappe pas. La physique et la biologie nous montrent comment ce processus fonctionne.

C’est un chercheur belge, d’origine russe, Ilya Prigogine qui a étudié le premier ce processus en détail. Son travail lui a valu le prix Nobel en 1977. Les étoiles, les planètes, les plantes, les animaux, l’homme, les sociétés humaines sont des structures dissipatives au sens de Prigogine.

En mécanique statistique, la dissipation d’énergie porte le nom de “production d’entropie”. La loi de Dewar s’appelle “MEP” (en anglais : maximum entropy production). Une structure dissipative a la propriété de s’auto-organiser. Ce faisant, elle diminue son entropie interne en l’exportant à l’extérieur. Elle maximise le flux d’entropie vers l’extérieur.

Depuis les travaux du chercheur américain Claude Shannon (1948), on sait qu’entropie et information sont deux aspects opposés d’un même concept. En exportant de l’entropie, une structure dissipative importe de l’information venant de son environnement. Elle mémorise cette information.

Chez les plantes ou les animaux, l’information sur l’environnement est principalement mémorisée dans les gènes. Plantes et animaux sont adaptés à un environnement particulier. Cette adaptation se fait par sélection naturelle. Sont sélectionnés, les plantes où les animaux qui se reproduisent le plus vite, c’est-à-dire ceux qui accroissent le plus rapidement la dissipation d’énergie.

En dissipant l’énergie, un être vivant modifie son environnement. Ses ressources naturelles s’épuisent ou se modifient. Les proies dont il se nourrit évoluent pour échapper à leurs prédateurs. Dès que l’environnement change, les gènes doivent évoluer à leur tour.

Tout être vivant est ainsi pris dans un cycle infernal que le biologiste Leigh van Vallen a baptisé “l’effet de la reine rouge”, en référence au livre de Lewis Carrol “Alice à travers le miroir” dans lequel la reine rouge dit : “ici, il faut courir le plus vite possible pour rester sur place”.

Pour rester en harmonie avec un environnement qu’il fait évoluer, un être vivant doit évoluer toujours plus vite. C’est la raison pour laquelle la dissipation d’énergie croit de plus en plus rapidement. L’information mémorisée dans les gènes ne cesse d’augmenter. Les êtres vivants deviennent de plus en plus complexes.

Beaucoup de biologistes pensaient que l’adaptation à l’environnement se faisait de façon progressive. En 1972, le paléontologue américain Stephen Jay Gould montre que ce n’est pas le cas. Quasi-stationnaires pendant de plus ou moins longues périodes les espèces vivantes tendent à disparaître de façon brutale, laissant la place à de nouvelles espèces. C’est le phénomène des équilibres ponctués.

En 1993, le physicien danois Per Bak et son collègue Kim Sneppen montrent que ce phénomène est une conséquence de la façon dont l’énergie se dissipe dans l’univers, un processus physique baptisé “SOC” (en anglais : self-organized criticallity). Dewar montrera ensuite que le phénomène “SOC” est une conséquence de la loi “MEP”. Le phénomène “SOC” fait que de nouvelles espèces animales apparaissent assez fréquemment, de nouveaux genres plus rarement, de nouvelles familles exceptionnellement.