Neuvième extrait de la conférence de Prigogine, Temps à devenir

« Et les raisons pour lesquelles se produit ce changement radical d’attitudes [l’acceptation de l’apparition d’événements à travers des lois définies] sont inattendues. La première, c’est la découverte du rôle constructif du temps depuis une trentaine d’années [depuis les années 60 puisque la conférence date de 1994]. On a en effet découvert que lorsque vous allez loin de l’équilibre, par exemple en considérant une réaction chimique, que vous l’empêchez d’arriver à l’équilibre [par exemple, en maintenant l’arrivée continue de chaleur], se produisent des phénomènes extraordinaires que personne n’aurait cru possibles; par exemple, des horloges chimiques. Une horloge chimique, qu’est-ce que c’est? Prenons un exemple: vous avez des molécules, qui de rouges peuvent devenir bleues. Comment imaginez-vous voir ce phénomène? Si vous pensez que les molécules vont au hasard, vous allez avoir des flashs de bleu, puis des flashs de rouge. Mais il se produit, loin de l’équilibre, dans d’importantes classes de réactions chimiques, des phénomènes rythmiques organisés. Tout devient bleu, puis tout devient rouge, puis tout devient bleu, c’est dire qu’une cohérence [effet qui arrive en même temps sur la totalité du système] naît, qui n’existe que loin de l’équilibre. Si vous vous rapprochez de l’équilibre, vous voyez le phénomène rythmique organisé disparaître et retomber dans le hasard. [La notion d’équilibre signifie qu’un système peut osciller autour d’un état fixe. L’exemple de l’hélicoptère en position stationnaire nous montre que l’objet peut être en équilibre dynamique bien qu’il bouge et cherche constamment à se stabiliser. Mais on peut étudier des états d’équilibre dynamique non pas fondés sur un objet fixe, mais fondés sur leurs interactions comme des molécules qui danseraient pour garder une organisation d’ensemble (par exemple, le mouvement de l’eau d’une rivière autour d’une pierre). C’est un exemple de systèmes fondés sur le non-équilibre. Pour qu’un tel système retrouve son équilibre, il faudrait que la rivière cesse de couler. De tels systèmes sont des systèmes ouverts qui reçoivent de l’énergie de l’extérieur (le courant de la rivière). Les systèmes du vivant sont dans ce cas. De tels systèmes peuvent connaître des émergences d’ordre. Si par exemple, au lieu d’une eau courante, on a une eau parfaitement dormante, mais sous laquelle on installe une plaque chauffante, les molécules vont tourbillonner verticalement, danser comme des derviches tourneurs, mais à certains moments, elles formeront dans leur ensemble, des chorégraphies parfaitement organisées totalement étonnantes. C’est là que l’horloge chimique devient différente de l’horloge atomique, au lieu de mesurer la stabilité du temps, elle mesure l’orientation du temps.]

Prigogine 2

« Donc, loin de l’équilibre se produisent des phénomènes ordonnés qui n’existent pas près de l’équilibre. Si vous chauffez un liquide par en dessous, il se produit des tourbillons dans lesquels des milliards de milliards de molécules se suivent l’une l’autre. De même, un être vivant, vous le savez bien, est un ensemble de rythmes, tels le rythme cardiaque, le rythme hormonal, le rythme des ondes cérébrales, de divisions cellulaires, etc. Tous ces rythmes ne sont possibles que parce que l’être vivant est loin de l’équilibre.

« Le non-équilibre, ce n’est pas du tout les tasses qui se cassent; le non-équilibre, c’est la voie la plus extraordinaire que la nature ait inventée pour coordonner les phénomènes, pour rendre des phénomènes complexes possibles [faire en sorte qu’ils passent d’improbables à probables]. Donc, loin d’être simplement un effet du hasard, les phénomènes de non-équilibre sont notre accès vers la complexité. Et des concepts comme l’auto-organisation loin de l’équilibre, ou de structure dissipative, sont aujourd’hui des lieux communs qui sont appliqués dans des domaines nombreux, non seulement de la physique, de la chimie et de la biologie, mais aussi de la sociologie, de l’économie, et jusqu’à l’anthropologie et la linguistique. »

 

« Pour comprendre ce que cela signifie, il suffit, et je donne cet exemple : une ville par opposition à un cristal. Un cristal, c’est une structure ordonnée d’équilibre. Le cristal une fois formé, il faut le laisser tranquille sinon il peut fondre, il peut casser, mais la ville, il ne faut pas la laisser tranquille. Il faut qu’elle réagisse avec ce qui l’entoure. Et c’est cette réaction avec ce qui l’entoure qui va lui donner sa permanente figure de changement. La ville est différente suivant que c’est une forteresse, un centre religieux, un centre commercial, suivant ses interactions avec le monde extérieur. Et ce sont ces interactions avec le monde extérieur qui lui donnent sa stabilité et sa signification. Et au fond, je me dis que ce que j’ai trouvé, il y a une trentaine d’années, ces structures dissipatives, c’est une idée banale dans le domaine social et dans le domaine économique; mais, curieusement, on n’avait pas remarqué que la même chose existe au niveau de la physique et de la chimie. Que là aussi, le « loin de l’équilibre » produit de la complexité. Et s’il n’y avait pas le loin de l’équilibre, il n’y aurait pas de vie, il n’y aurait pas de cohérence. [La vie se produit grâce à un flux régulier de chaleur provenant du soleil et qui force les atomes et les molécules à danser comme des derviches pour tout à coup constituer des danses organisées ahurissantes, comme un cheval par exemple.] Loin de l’équilibre, les équations de la chimie, comme ceux de la sociologie, sont non linéaires [les conditions de départ ne suffisent pas à prédire les conditions d’arrivée]. Près de l’équilibre, on peut linéariser; il y a alors une seule solution; loin de l’équilibre, avec les mêmes conditions limites, vous avez beaucoup de solutions et c’est cela qui conduit à l’auto-organisation des molécules et des êtres vivants.

« L’idée d’auto-organisation, c’est que le système, par suite de son histoire, se meut suivant des chemins différents traversant des états différents. Et quand vous êtes dans un « état », c’est parce qu’il y a eu des événements précédents [et non des causes précédentes] qui vous y ont amenés. Si le Québec est dans telle et telle situation sociale et économique, c’est parce qu’il y a toute une série d’états, d’événements précédents qui l’ont conduit à cet état et, au fond, les différentes civilisations du monde, c’est comme des bifurcations à partir des mêmes états de départ.

« Donc, ce rôle constructif du temps aujourd’hui ne peut pas être mis en doute. Les phénomènes irréversibles, loin d’être simplement des apparences ou des choses triviales, comme le chemin vers le désordre, ont au contraire un rôle constructif extraordinaire. Évidemment, l’idée que l’irréversibilité, en contradiction avec les lois de la physique classique, serait due à nos erreurs, à notre mauvaise interprétation de ces lois, devient intenable. Aussi longtemps que la flèche du temps était considéré comme un phénomène secondaire, banal, c’était possible de l’imaginer; mais maintenant que nous voyons que c’est crucial, essentiel pour comprendre la position de la vie, la position de l’homme, alors, il devient impossible de dire que la flèche du temps est le résultat de nos erreurs.

« Cette situation était déjà claire il y a vingt ou trente ans. Malheureusement, la science est un ensemble de domaines très vastes et les chercheurs qui s’occupent de cosmologie ne connaissent pas souvent la physique des phénomènes de non-équilibre; et sans doute d’habitude, ceux qui s’occupent de physique de non-équilibre connaissent peu la cosmologie. Il y a là un manque de communication à l’intérieur du monde des scientifiques.

Mais les problèmes qui m’ont préoccupé au cours des dix ou quinze dernières années sont alors nécessairement les problèmes liant le fondement de la physique à l’existence de cette flèche du temps constructive, qui est à la base de cette « Évolution créatrice » dont parlait Bergson. Et là, quelle est la solution possible? Il n’y a pas de doute qu’il y a des cas où il n’y a pas de flèche du temps, où Newton a raison. La question est de savoir s’il a toujours raison. Est-ce que tous les systèmes dynamiques sont des systèmes dans lesquels la flèche du temps n’apparaît pas ?

Une des grandes surprises de ce siècle fut la découverte de systèmes dynamiques dans lesquels apparaît une flèche du temps. Ces systèmes dynamiques sont les systèmes instables, chaotiques, je m’excuse ici du jargon, des systèmes non intégrables de Poincaré [en simplifiant, des systèmes non prédictibles par une équation linéaire]. Et je veux citer une phrase, qui m’avait fort impressionné, d’un des grands mécaniciens de la physique de notre temps, le théoricien Sir James Lighthil, qui écrivait, il y a quelques années : « Ici, il me faut m’arrêter et parler au nom de la grande fraternité de praticiens de la mécanique. Nous sommes très conscients aujourd’hui de l’enthousiasme dans laquelle nous laissaient nos prédécesseurs pour la réussite merveilleuse de la mécanique newtonienne, cet enthousiasme les amenait à des généralisations dans le domaine de la prédictibilité, que nous savons désormais fausses. Nous voulons collectivement présenter nos excuses pour avoir induit en erreur le public cultivé en répandant, à propos du déterminisme par des systèmes qui satisfont aux lois newtoniennes du mouvement, des idées, mais qui se sont, après 1960, révélées incorrectes. »

Donc, à côté de la révolution quantique et de la révolution de la relativité, il y a une troisième révolution peut-être aussi importante, et c’est la révolution liée à la branche la plus ancienne de la physique, la dynamique, qui, maintenant, s’écarte de l’idéal de certitude et d’intemporalité.

« Je crois qu’il y a quelque chose d’absolument unique dans cette déclaration parce que, souvent, un physicien, un mathématicien doit s’excuser d’avoir fait des affirmations qu’après il doit renier. Mais entendre un des grands physiciens-mathématiciens de notre temps s’excuser d’avoir induit en erreur le public pendant trois siècles, et cela non pas sur un détail, sur quelque point particulier qui finalement n’intéresse que le spécialiste, mais sur une chose essentielle, le déterminisme, c’est cela qui rend cette déclaration extraordinaire! Il se crée donc là un fossé. Nous sommes loin de l’idéal de certitude, d’omniscience, dont vous a entretenu le livre de Hawking. Au contraire, nous arrivons à l’affirmation que le déterminisme est de portée limitée dans les systèmes dynamiques complexes [loin de l’équilibre]. »

 

Je pense qu’il faut prendre un moment pour méditer sur ce non-déterminisme. En physique, en chimie, en biologie cela ne fait pas appel à un quelconque mystère de la liberté. C’est plutôt comme si on avait prévu qu’il y ait de l’imprévu, et pas n’importe quel imprévu, un imprévu en complexification. Cependant, en haut de l’échelle biologique de la complexité, la liberté apparaît, non pas comme une absence de contraintes, mais au contraire, comme une augmentation des contraintes qui arrachent soudain des actes de liberté à un esprit qui perçoit sa propre complexité en même temps que sa propre ignorance.

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