L'univers se dirige-t-il vers l'ordre ou le désordre ?

L’univers devient-il vraiment plus “intelligent” ? Analyse du grand débat scientifique derrière “La Deuxième Flèche du Temps”

Bonjour à tous, je suis votre journaliste financier et économiste. Le livre dont nous allons parler aujourd’hui peut sembler un peu mystérieux : “La Deuxième Flèche du Temps”, mais la question qu’il pose est en réalité très pertinente : Pourquoi le monde devient-il de plus en plus complexe, et non de plus en plus chaotique ?

Prenons un exemple pour commencer. Lorsque vous jetez du sable, il s’éparpille sur le sol de manière désordonnée ; mais si vous assemblez le sable avec du ciment et des barres de fer selon un plan, cela devient un bâtiment, ce qui est un exemple d’ordre. La physique nous enseigne que la tendance générale de l’univers est l’augmentation de l’entropie, c’est-à-dire un passage de l’ordre au désordre, tout comme les chaussures se usent et les feuilles pourrissent.

Cependant, si l’on regarde l’univers : de l’air simple après le Big Bang, aux éléments formés dans les étoiles (carbone et oxygène), jusqu’aux cerveaux humains capables de penser sur Terre, il s’agit clairement d’un passage du désordre à l’ordre !

Deux scientifiques du Carnegie Institution for Science, Robert Hossen et Michael Huang, avancent dans leur livre l’idée qu’une nouvelle loi naturelle pourrait être à l’œuvre, qu’ils appellent la “Loi de l’augmentation de l’information fonctionnelle”. En d’autres termes, les structures utiles sont conservées, ce qui rend le système de plus en plus complexe.

Ce livre de moins de 200 pages a déclenché un vif débat dans le monde scientifique. Je vais maintenant vous expliquer ce débat sur le destin de l’univers à travers cinq points.

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1. **Point de vue central : Même les pierres “évoluent”, l’univers pourrait se “auto-assembler”**

Tout d’abord, il est important de comprendre ce que ces auteurs proposent.

Généralement, on pense que l’évolution concerne uniquement les êtres vivants, comme les dinosaures devenant des oiseaux ou les singes devenant des humains. Mais Hossen et Huang affirment que même les pierres évoluent :

• Preuve : les minéraux : L’univers était initialement composé d’un seul minéral (le diamant). Avec l’explosion des étoiles et la réorganisation des éléments, 25 nouveaux minéraux sont apparus. Sur Terre, le nombre de minéraux a augmenté à plus de 6000.
• Logique de la sélection : Pas toutes les combinaisons de minéraux peuvent exister de manière stable. La plupart se brisent au contact, seules celles dont la structure est stable et qui peuvent résister aux pressions environnementales survivent.
• Conclusion : Ce processus de sélection naturelle est appelé “sélection naturelle” dans le monde vivant et “sélection de stabilité” dans le monde des minéraux. Les auteurs estiment que tant qu’un système répond à trois conditions (de nombreuses combinaisons possibles, apparition de nouvelles combinaisons, mécanisme de sélection), il deviendra spontanément plus complexe et plus “fonctionnel”.

Pour comprendre simplement : C’est comme lorsque vous achetez des produits en ligne : bien qu’il y ait une infinité de choix, seuls ceux de bonne qualité et à bon rapport qualité-prix seront achetés et conservés en magasin. Finalement, la structure des produits sur les plateformes de vente en ligne s’optimise progressivement. Les auteurs considèrent que l’univers est comme une telle plateforme, devenant de plus en plus organisé grâce à ce processus de sélection.

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2. **Base théorique : Qu’est-ce que mesure réellement l’“information fonctionnelle” ?**

Pour prouver que l’univers devient complexe, il faut disposer d’une mesure de la complexité ou de l’ordre. Les auteurs utilisent le concept d’“information fonctionnelle”, introduit par le lauréat du prix Nobel Jack Szostak.

Comment comprendre cela ?

• Exemple : Supposons que vous cherchiez une clé pour ouvrir une serrure spécifique. Si n’importe quelle clé peut l’ouvrir, l’“information fonctionnelle” de cette clé est faible (car elle est trop simple). Si seule une clé sur 100 millions peut l’ouvrir, son “information fonctionnelle” est élevée (car elle a surmonté de nombreuses possibilités).
• En science : Szostak a observé que, lors du criblage de fragments d’ARN en laboratoire, les fragments capables d’accomplir une fonction spécifique devenaient de plus en plus rares, mais leur “information fonctionnelle” augmentait.
• Dans le cas des minéraux : L’équipe de Hossen affirme que l’“information fonctionnelle” des minéraux au fil de l’histoire de la Terre a également augmenté. Cela signifie que les minéraux plus récents sont plus “uniques” et plus “précieux” en termes de stabilité que ceux plus anciens.

Point clé : Les auteurs estiment que cette augmentation de l’“information fonctionnelle” n’est pas aléatoire, mais inévitable. C’est ce qu’ils appellent la “deuxième flèche” : si la deuxième loi de la thermodynamique (augmentation de l’entropie) est la première flèche qui fait avancer le temps, alors l’augmentation de l’information fonctionnelle est la deuxième flèche, indiquant un mouvement vers la complexité et l’ordre.

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3. **Contradictions internes : Pourquoi deux “révolutionnaires” se disputent-ils ?**

Le débat scientifique sur la façon dont l’ordre peut émerger malgré l’augmentation de l’entropie dure depuis longtemps. Avant, on pensait que l’existence d’ordre local était compréhensible avec l’apport d’énergie (comme le soleil chauffant la Terre, selon les théories de Schrödinger et Prigogine). Mais Hossen et Huang estiment que cela ne suffit pas, et ils veulent établir une nouvelle loi.

Cependant, au sein de ce camp qui remet en question l’orthodoxie, d’autres chercheurs proposent la “théorie de l’assemblage” (énoncée par Lee Cronin et Sarah Walker) :

• Théorie de l’assemblage : Elle mesure la complexité à l’aide d’un “indice d’assemblage”, c’est-à-dire le nombre de pas nécessaires pour construire un objet à partir de ses composants. Plus les étapes sont nombreuses, plus l’objet est complexe, ce qui pourrait être un signe de vie.
• Pourquoi ce conflit ?
• Hossen attaque la théorie de l’assemblage : Certains minéraux inorganiques (comme les pierres) ont un indice d’assemblage élevé, comparable à celui des molécules vivantes. Si l’on suit cette théorie, les pierres seraient-elles considérées comme des formes de vie ? C’est absurde. Donc, la théorie de l’assemblage ne peut pas être le seul critère pour définir la vie.
• Walker réplique sur l’information fonctionnelle : Comment mesurez-vous l’“information fonctionnelle” d’une pierre ? C’est vous qui le déterminez, ou c’est moi ? Sans une méthode de mesure objective, cette théorie ne peut pas être réfutée et n’est donc pas considérée comme scientifique.

Pour comprendre simplement : C’est comme si deux chefs inventaient de nouveaux recettes. Hossen dit : “Ma recette (l’information fonctionnelle) explique pourquoi les pierres et la vie deviennent complexes.” Walker répond : “Votre recette n’est pas quantifiable ; la mienne, bien que simple, est précise.” Le débat porte sur le fait de savoir quelle méthode est la plus fiable pour comprendre le monde.

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4 **Critiques externes : Est-ce vraiment une “nouvelle loi” ou juste une “recette vieille dans un nouveau emballage” ?**

En plus des conflits internes, des critiques extérieurs ont soulevé des objections importantes :

1. “Théorie de l’excès” (école de l’informatique algorithmique) : Le critique Hector Zelnier affirme que l’augmentation de l’“information fonctionnelle” a déjà été prédite par les algorithmes informatiques. Les structures simples et modulaires sont plus faciles à générer, donc il est naturel qu’elles soient plus nombreuses. Ce n’est pas une nouvelle loi physique, mais plutôt une propriété intrinsèque des calculs mathématiques. Il n’est pas nécessaire d’établir une nouvelle loi pour cela ; c’est une “interprétation excessive”.

2. “Théorie de l’immesurabilité” (école expérimentale) : C’est le coup le plus dur. Walker souligne que l’“information fonctionnelle” d’une cellule vivante ne peut pas être calculée ; comment osez-vous affirmer que cela constitue une loi universelle ? Même Hossen admet que l’“information fonctionnelle” de la plupart des objets physiques ne peut pas être calculée en principe.

• Réfutation : Hossen répond que, bien que nous ne puissions pas calculer avec précision la dynamique de la ceinture d’astéroïdes, des descriptions approximatives suffisent pour que les vaisseaux spatiaux puissent y voyager. Donc, le fait de ne pas pouvoir calculer des valeurs précises ne signifie pas que la théorie est inutile.

3. “Théorie de l’auto-contradiction” (école logique) : Le magazine *Publishers Weekly* souligne que les auteurs affirment que les lois naturelles doivent pouvoir prédire les phénomènes, mais leur loi ne peut pour l’instant que décrire le passé (l’augmentation du nombre de minéraux), pas l’avenir. C’est comme un médecin qui dit que vous êtes malade à cause de bactéries, mais qui ne peut pas prédire si vous allez guérir demain.

Voix des soutiens : Malgré ces critiques, le *Kirkus Reviews* qualifie le livre de “œuvre de changement de paradigme”. Le professeur Kaufman de l’Université de Pennsylvanie considère que sa valeur réside dans le fait qu’il rend la question de savoir si l’univers est en train de devenir plus ordonné pertinente et importante. Après tout, il a fallu des siècles à la physique pour éliminer l’idée de “but” de la science ; l’introduction de la “fonctionnalité” (avec une connotation téléologique) est en soi un choc intellectuel majeur.

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5 **Le pari ultime : Le destin de l’univers dépendra du drone envoyé vers Saturne**

Ce débat peut-il se terminer ? Existe-t-il un “expérience décisive” ?

Oui. L’auteur Michael Huang a mentionné un projet concret dans une interview : la sonde Titan de la NASA.

• Objectif : Se rendre vers Titan, une lune de Saturne.
• Mission : Prelever des échantillons de la surface et de l’atmosphère de Titan pour analyser son évolution chimique.
• Enjeu : Si la “Loi de l’augmentation de l’information fonctionnelle” est universelle, on devrait pouvoir observer une augmentation de cette information sur Titan, et cette augmentation ne devrait pas dépendre du choix subjectif de l’observateur.
• Si cela est confirmé : La “deuxième flèche” deviendra un fait physique, prouvant que la complexité et l’intelligence sont répandues dans l’univers, et que nous ne sommes pas seuls.
• Sinon : Cette théorie restera peut-être une belle métaphore, sans entrer dans les manuels scolaires, comme de nombreuses autres théories unificatrices.

Référence historique : En 1824, lorsque Carnot étudiait la machine à vapeur, le concept d’entropie n’existait pas. Ce n’est qu’en 1865 que Clausius a défini l’entropie comme une quantité calculable. La deuxième loi de la thermodynamique a également connu une phase où elle était difficile à comprendre et à calculer. Donc, l’immesurabilité n’est pas nécessairement synonyme d’échec. La différence est que Carnot disposait d’une machine à vapeur réelle pour mesurer l’efficacité, tandis que l’“information fonctionnelle” manque encore d’une telle mesure objective.

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**Conclusion : Sommes-nous seuls dans l’univers ?**

La contribution principale de ce livre n’est pas de donner une réponse définitive, mais de changer la manière de poser la question.

• Question précédente : La complexité contredit-elle la deuxième loi de la thermodynamique ? (Réponse : Non, l’ordre local n’est pas en contradiction avec elle.)
• Question actuelle : La complexité est-elle une autre “nécessité” en plus de la deuxième loi de la thermodynamique ?

Si Hossen et Huang ont raison, l’univers ne se dirige pas seulement vers le chaos (l’entropie totale), mais aussi vers une complexité fonctionnelle. Cela signifie que des formes de vie intelligentes comme l’humanité pourraient ne pas être des exceptions dans l’univers, mais plutôt l’un des résultats inévitables de cette “deuxième flèche”.

Pour le grand public, la signification de ce livre est de nous faire réfléchir à la valeur de l’ordre. Dans un monde apparemment chaotique et caractérisé par une augmentation de l’entropie, les structures utiles et stables sont conservées par la nature. Que ce soit des minéraux, de l’ARN ou des civilisations, tant que vous pouvez démontrer une “fonctionnalité” unique dans la compétition, vous avez la possibilité de devenir partie de cette “deuxième flèche”, de croître à partir du désordre.

Quant à la réponse finale, nous devrons attendre les données ramenées par la sonde Titan. Avant cela, il s’agit d’une hypothèse scientifique fascinante, controversée, mais très inspirante.