Le mécanisme de régulation (Qu’est-ce que Gaïa ?)

“Le système Terre se comporte comme un système unique autorégulé, composé d‘éléments physiques, chimiques, biologiques et humains.”

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“Le système Terre se comporte comme un système unique autorégulé, composé d‘éléments physiques, chimiques, biologiques et humains.”

Jusqu‘à une époque récente nous admettions que l‘évolution des êtres vivants s’opérait conformément à la vision darwinienne, alors que celle du monde physique des roches, de l’air et de l’océan obéissait à la géologie des manuels scolaires. Dans la théorie Gaïa, on estime que ces deux évolutions, jugées auparavant séparées, sont les fruits d’une seule et même histoire de la Terre, où la vie et son milieu physique évoluent comme une entité unique. J’aime à dire que ce sont les niches écologiques qui évoluent, et les organismes vivants qui négocient leur occupation.

Les idées que je viens d’exposer ne sont qu’une partie des éléments sur lesquels repose la théorie Gaïa; une explication complète exigerait un exposé du fonctionnement de l’autorégulation. Or, à certains égards, ce n’est pas seulement difficile, c’est impossible: les phénomènes émergents comme la vie, la conscience et Gaïa sont rebelles aux interprétations formulées dans le langage séquentiel traditionnel de la science pour décrire les enchaînements de cause à effet. L‘émergence présente des similitudes avec le phénomène quantique de l’enchevêtrement ( entanglement ), et il se peut que nous ne soyons jamais capables de l’expliquer pleinement. Nous pouvons en revanche l’exprimer en langage mathématique et l’utiliser dans la multitude de nos inventions. Les ingénieurs sont en mesure de concevoir des systèmes autorégulés complexes, tels que des pilotes automatiques pour navires, avions et vaisseaux spatiaux; les ingénieurs en communication et les cryptologues élaborent déjà des mécanismes qui exploitent l’enchevêtrement quantique. Mais je doute qu’aucun d’entre eux ait une image mentale consciente de leurs inventions; ils les mettent au point et les comprennent de manière intuitive.

Ainsi, ce qui déconcerte le plus dans la théorie gaïenne, c’est l’autorégulation. Pour commencer, j’ai été stupéfait par l’aptitude du système Terre à ne pas s‘écarter de la température et de la composition chimique favorables à la vie, et ce depuis plus de deux milliards d’années, soit un quart de la période qui a suivi la naissance de l’univers. Mais après avoir eu l’intuition de ce système, pendant des années je n’ai pas eu la moindre idée de la manière dont il fonctionnait.

Lorsque j’avais une dizaine d’années, les dimanches d’hiver, mon père et ma mère m’emmenaient de Brixton, où nous habitions, à South Kensington; tandis qu’ils se dirigeaient vers le Victoria and Albert Museum et ses trésors artistiques, j’allais au Science Museum. Comme la plupart des gamins de l‘époque, les engins mécaniques me fascinaient, notamment cette machine à vapeur en état de marche, pourvue du célèbre régulateur de vitesse de James Watt. Ce dispositif consistait en un arbre mû par le moteur, sur lequel étaient montés deux arbres portant des boules de fer à leur extrémité. Les bras s’articulaient sur l’arbre, de sorte que la force centrifuge soulevait les boules lorsque celui-ci entrait en rotation. Plus le moteur tournait vite, plus les boules montaient haut; une deuxième paire de bras reliés à ceux qui portaient les boules actionnaient un levier contrôlant le flux de vapeur entre la chaudière et le moteur. Plus la vitesse du moteur augmentait, plus la soupape à vapeur se fermait. Il m’apparaissait évident que la vitesse du moteur allait se stabiliser et qu’il suffisait d’agir sur la soupape pour régler la vitesse à sa guise. C‘était un premier exemple de système de contrôle faisant appel à une rétroaction négative pour réguler un moteur autrement incontrôlable. Sans lui, la pression de la vapeur devenant trop forte, la machine se serait emballée et aurait peut-être volé en éclats; de son côté, une faible pression l’aurait ralenti ou stoppé. Mais était-ce vraiment aussi simple?

James Clerk Maxwell, sans doute le plus grand physicien du XIX e siècle, a réuni les concepts du magnétisme et de l‘électricité en une théorie électromagnétique générale, qui est à la base d’une grande partie de la physique moderne. Quelques jours après avoir vu le régulateur de Watt, il aurait dit: “C’est une belle invention, mais j’ai beau essayer de la comprendre, elle défie mon analyse.” La perplexité de Maxwell n‘était guère surprenante. Les systèmes de régulation (comme ceux qui règlent notre température, notre pression sanguine, ou la composition de notre sang) et les modèles simples comme Daisyworld ne fonctionnent pas sur le modèle de la relation de cause à effet emblématique de la pensée cartésienne. Chaque fois qu’un ingénieur comme Watt “ferme la boucle” reliant les parties de son régulateur et met le moteur en marche, il est impossible d’expliquer son fonctionnement de manière linéaire. La logique devient circulaire; plus important encore, le tout est désormais supérieur à la somme des parties. De l’ensemble des éléments maintenant en jeu émerge une nouvelle propriété, l’autorégulation, propre aux êtres vivants, aux mécanismes (comme les thermostats, les pilotes automatiques) et à la Terre elle-même.

La philososphe Mary Midgley, dans son style limpide, nous rappelle que le XX e siècle a vu le triomphe de la science cartésienne. Une période de démesure qui s’est autoproclamée siècle de la certitude; à son début, d‘éminents physiciens ont dit: “Il ne reste plus trois choses à découvrir”; à la fin, ils étaient à la recherche de la “théorie du tout”. Au XXI e siècle, nous commençons à prendre au sérieux la remarque du grand physicien Richard Feynman à propos de la théorie quantique: “Celui qui croit la comprendre se trompe probablement.” L’univers est beaucoup plus complexe que nous ne l’imaginions. Il m’arrive souvent de penser que notre esprit n’en embrassera jamais plus qu’une minuscule fraction et que notre compréhension de la Terre vaut celle qu’a l’anguille de l’océan dans lequel elle évolue. La vie, l’univers, la conscience et même les choses aussi simples que le fait de rouler à bicyclette ne peuvent s’expliquer totalement par des mots. Nous commençons seulement à nous attaquer aux phénomènes émergents, et ceux du système Terre sont aussi difficiles à comprendre que la mystérieuse physique quantique de l’enchevêtrement. Mais cela n’exclut pas pour autant leur existence.

La revanche de Gaïa — Pourquoi la Terre risposte-t-elle ?