“Davies affirme que les caractéristiques déterminantes de la vie sont mieux comprises en termes d’information. Ce n’est pas aussi absurde que cela puisse paraître. L’énergie est abstraite, mais nous n’avons aucun mal à l’accepter comme facteur de causalité. En effet, l’énergie et l’information sont étroitement liées par entropie.”

Nature

Attention, article ardu ! J’avoue ne pas en avoir compris tous les détails, mais avoir saisi au moins le sens : il faut réfléchir à la vie dans sa possible altérité, et pas seulement dans les schémas (malgré tout encore mal connus) de notre biologie terrestre.

Lien vers l’article :

https://www.nature.com/articles/d41586-019-00215-9

Proposition de traduction :

“La biologie, longtemps le domaine des théories qualitatives et des sujets expérimentaux qui refusent de faire la même chose deux fois, est maintenant complètement pilotée par les données. Propulsé par les révolutions de la biologie moléculaire et de l’informatique au XXe siècle, il est passé de l’observation et de la description au séquençage et au calcul. Au cours du processus, la biologie est devenue de plus en plus semblable à la physique – un développement qui a attiré l’attention de nombreux physiciens.

Le cosmologue et écrivain Paul Davies est un de ces penseurs qui transcendent les frontières. Son dernier livre, The Demon in the Machine, montre que l’information est essentielle non seulement pour faire de la biologie, mais pour comprendre la vie elle-même. Il suit des traces estimées. En 1943, le physicien autrichien Erwin Schrödinger donna une série de conférences publiques au Trinity College de Dublin. Publié l’année suivante sous le titre What Is Life? , il expliquait de nombreux principes de génétique moléculaire – une décennie avant la découverte de la structure de l’ADN (voir P. Ball Nature 560 , 548–550; 2018 ).

En tant que théoricien quantique, Schrödinger a été particulièrement frappé par l’observation selon laquelle les atomes, bien que profondément imprévisibles, peuvent former des systèmes hautement ordonnés. De plus, ces systèmes persistent pendant de longues périodes et se répliquent même, semblant ainsi échapper au deuxième principe de la thermodynamique, selon lequel l’entropie totale, ou désordre, ne peut qu’augmenter.

Ce compte classique sert de point de départ à Davies. En tant que cosmologiste, toutefois, sa principale question découle d’une considération non pas de l’irréductiblement petit, mais de l’incomparable. Davies se demande si la vie existe ailleurs dans l’univers, comment pouvons-nous la reconnaître? La recherche de signes d’eau liquide, de chimie organique ou de certains gaz atmosphériques (tels que l’oxygène, le dioxyde de carbone ou le méthane) est logique compte tenu des caractéristiques de l’écosystème que nous connaissons, mais les accepter comme l’essence de la vie lui semble (et ) désespérément étroit d’esprit.

Davies affirme que les caractéristiques déterminantes de la vie sont mieux comprises en termes d’information. Ce n’est pas aussi absurde que cela puisse paraître. L’énergie est abstraite, mais nous n’avons aucun mal à l’accepter comme facteur de causalité. En effet, l’énergie et l’information sont étroitement liées par entropie.

Davies explique cette connexion en faisant référence au démon de Maxwell. La célèbre expérience de pensée du physicien victorien James Clerk Maxwell présente une hypothétique bête miniature perchée à une ouverture entre deux réservoirs de gaz, laissant seulement certaines molécules passer, en fonction de leur énergie cinétique. Le démon peut ainsi créer un gradient de température entre les conteneurs: une réduction de l’entropie globale, rompant apparemment la seconde loi de la thermodynamique. La solution à ce paradoxe semble résider dans le fait que le démon doit rassembler des informations sur les propriétés de chaque molécule et nécessite pour cela un appareil d’enregistrement, tel qu’un cerveau ou un carnet de notes miniature. Lorsque son espace de stockage est épuisé, les informations doivent être supprimées, ce qui entraîne nécessairement une augmentation de l’entropie totale.

De ce point de vue, les systèmes vivants peuvent être considérés comme composés d’innombrables «démons» (protéines et autres mécanismes cellulaires) qui maintiennent l’ordre local en pompant des troubles (souvent sous forme de chaleur) dans leur environnement. Davies met habilement au courant le récit de Schrödinger par le biais de la théorie de l’information de Claude Shannon, des machines de Turing (ordinateurs universels), des machines de von Neumann (constructeurs universels se reproduisant à eux-mêmes), de la biologie moléculaire, de l’épigénétique, des théories de l’intégration de l’information et de la biologie quantique (qui concerne les effets quantiques dans les processus allant de la photosynthèse à la coloration des insectes et à la navigation des oiseaux).

De tels fils disparates pourraient sembler être une matière peu prometteuse pour tisser un récit cohérent. Mais Davies le fait admirablement, avec quelques incursions occasionnelles dans des zones qui se sentent légèrement déplacées. L’un de ces exemples est le bref exposé de ses travaux sur le cancer, qu’il considère moins comme un exemple de machinerie cellulaire brisée que comme une régression vers un état évolutif antérieur, lorsque des organismes unicellulaires réagissaient en se répliquant.

Quelle différence pratique cela fait-il de voir la vie comme informative? Nous ne savons pas encore, mais pouvons spéculer. D’une part, si les caractéristiques essentielles de la vie sont entropiques, les recherches extraterrestres basées sur la chimie pourraient être erronées. Il pourrait être plus utile de rechercher des phénomènes tels que «anti-accrétion», dans lesquels la matière est régulièrement transférée de la surface d’une planète à l’espace. La Terre en fait l’expérience depuis les années 50, lorsque le trafic à sens unique d’astéroïdes et de météorites plongeant dans le monde a finalement été neutralisé par le lancement des premiers satellites artificiels. On peut soutenir que de telles situations ne sont pas simplement compatibles avec la présence de la vie, mais sont presque impossibles à expliquer autrement.

En outre, une définition de la vie qui dépend de ses caractéristiques informationnelles plutôt que de son substrat à base de carbone pourrait obliger à réévaluer nos attitudes à l’égard des systèmes artificiels incarnés par les ordinateurs. Nous commençons déjà à les traiter comme des compagnons; pourrions-nous finir par les voir comme des créatures vivantes plutôt que de simples imitations? Avec nos excuses à Charles Darwin, cette vision de la vie a de la grandeur.

En plus d’avoir des intérêts éclectiques, Davies est iconoclaste et avisé. Même s’il ne croit certainement pas en une force vitale distincte de la physique ou de la chimie, il a peu de temps pour le réductionnisme, estimant que la vie ne peut pas être entièrement expliquée en termes de lois de niveau inférieur (comme la deuxième loi de la thermodynamique), même en principe. Dans un ultime clin d’œil à Schrödinger – qui croyait qu’une bonne compréhension de la vie pourrait révéler «d’autres lois de la physique inconnues jusqu’alors» – Davies résume en affirmant que la biologie pourrait encore contenir de profondes leçons pour la physique. Ceci est hautement spéculatif et, à mon avis (biologiste), probablement faux. Mais ce n’est pas une critique. Au contraire, si plus d’entre nous avaient tort de manière si provocante, nous pourrions plus facilement découvrir la vérité.

Nature 565 , 427-428 (2019)”

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