Dans le métro je lis souvent un quotidien gratuit dont des exemplaires sont placés tous les matins à la disposition des voyageurs.

Ce jour là, dans l’éditorial que je trouve tous les matins à la seconde page du journal (par miséricorde je n’en citerai pas le nom), je lis :

Le chercheur japonais Akira Iritani s’est lancé un défi fou : faire revivre le mammouth laineux de Sibérie disparu depuis 4000 ans. Pour réaliser sont rêve ce biologiste a récupéré un spécimen congelé et étonnamment bien conservé. Il compte extraire plusieurs noyaux de ses cellules pour les implanter au cœur d’autres, extraites d’un éléphant bien vivant. […] les cellules créées seront ensuite transformées en embryons, avant d’être introduites dans l’utérus d’une éléphante. […] Il est toutefois peu probable que l’ADN de mammouth soit dans un état suffisamment bon après quatre millénaires.

Et l’article se termine par cette phrase :

… Mais c’est sans compter sur la pugnacité du scientifique. En 2004 il était parvenu à greffer un gène d’épinard… sur des cochons, pour rendre leur viande moins grasse.

Face à un tel texte, combien de lecteurs ont alors imaginé un cochon vert chlorophyllien ? Un cochon hybride aux oreilles en feuilles d’épinard ? Et un gène d’épinard, même si ils n’en ont jamais vu, c’est forcément vert et maigre, non ? (et bien sûr, à la différence de la viande de porc traditionnelle, ce cochon-épinard doit être à l’image des légumes verts, qui ne font pas grossir).

Deux choses sont à relever dans cet éditorial :

• - La première concerne la terminologie utilisée, qui est riche d’information sur l’incompréhension du journaliste.

L’idée de la « greffe d’un gène » ferait sursauter n’importe quel biologiste. C’est vrai qu’on a l’habitude de transposer dans un vocabulaire qui nous parle, et qui a un sens pour nous, des faits ou des situations qui nous sont originellement incompréhensibles. Mais ce qui est plus grave ici c’est qu’il s’agit de l’explication d’un professionnel dont la tache est d’informer un public le plus justement et le plus fidèlement possible. Au delà de résumer toute l’incompétence du journaliste, cet éditorial illustre la difficulté à communiquer dans le langage courant des informations qui relèvent d’un domaine peu accessible au grand public. La prudence aurait voulu que le journaliste, qui ne savait visiblement pas de quoi il parlait, s’abstienne ou se renseigne. Mais lui aussi à vu gambader devant lui un cochon vert et maigre à l’image d’une feuille d’épinard, tout simplement parce que pour lui les 2 mots importants de l’expérience étaient épinard et cochon, et que leur association était étrange, et comme il ne savait pas comment ils s’associaient il a eu l’idée d’une « greffe », alors que le seul mot important était gène… mais c’est un mot beaucoup moins imagé, et qui échappe au sens commun.

C’est ce genre de discours pseudo-scientifique qui jette en pâture au grand public des idées reçues sur la transgénèse, les OGM, la pollution, les aliments cancérigènes, le réchauffement de la planète, l’évolution, etc. Le tout apprêté avec une sauce médiatique aux relents de sensationnel.

• - La deuxième chose concerne la méconnaissance du domaine dont le journaliste se veut le rapporteur :

Que le scientifique cité ci-dessus ait « greffé » un gène d’épinard est absolument sans intérêt, que ce soit sur des cochons ou quoi que ce soit d’autre. Insérer des gènes dans des génomes étrangers est depuis des décennies le B-A BA de la biologie moléculaire. La transgénèse est devenue d’une totale banalité. Aujourd’hui c’est une tache que n’importe quel étudiant en premier cycle universitaire de biologie est capable de faire. C’est pratiqué en routine dans tous les laboratoires du monde et ça ne mérite même pas une ligne dans un journal. Mais dans l’imaginaire du journaliste c’est du sensationnel, du fantasmagorique, et si ça l’est pour lui ça doit l’être pour les lecteurs.

... ou l'émergence dans l'œil de l'observateur.

 
Quand vous faites chauffer une bouilloire d’eau froide, il n’y a pas de moment particulier où l’eau cesse d’être froide pour devenir bouillante, si bien qu’il est impossible de se faire une tasse de thé.

Richard Dawkins – The Ancestor’s Tale.
 

Le concept d’émergence est décidément une notion à la mode chez les physiciens, et ceux-ci ne ménagent pas leurs peines pour essayer de l’appliquer aux phénomènes biologiques. On peut cependant s'interroger sur l'acharnement de certains physiciens à débusquer des "comportements émergents" en toutes circonstances.

Ce courant de pensée me rappelle les poussées métaphysiques - tendance surnaturel - qui avaient envahies des physiciens dans les années 80, et l'interrogation perplexe d'un grand journal dans un article intitulé (si je me souviens bien) « Les physiciens saisis par le psy ».

En faisant quelques recherches sur internet en vue de la rédaction d’un article sur l’auto-organisation en biologie, je suis tombé sur un article dans lequel l’auteur chante les louanges du concept d’émergence.

Un « fameux papier » du physicien Philip Anderson est cité, avec un argument sensé justifier les propriétés des « comportements émergents », et qui pour moi illustre toute la dénaturation du concept. Je cite cet argumentaire :

Considérons une molécule d’ammoniaque. Cette molécule ressemble à un tétraèdre, avec un atome d’azote au sommet et trois atomes d’hydrogène à la base. Les lois de la mécanique quantique font que la molécule d’ammoniaque n’est pas stable : en fait, par effet tunnel, l’atome d’azote peut passer de l’autre côté par rapport au plan défini par les atomes d’hydrogène, si bien que la pyramide s’inverse. Mais une fois cette pyramide inversée, elle peut, avec la même probabilité, s’inverser dans l’autre sens. Cette inversion a lieu … plus de 30 milliards de fois par seconde. Si bien qu’en réalité, de façon “effective”, l’atome d’azote a l’air d’être dans le plan des atomes d’hydrogène […], et est donc “statistiquement” symétrique.

Mais considérons des molécules de plus en plus grosses. A mesure qu’on ajoute des atomes, les probabilités d’avoir un effet tunnel de ce type disparaissent. Dans des molécules plus grosses, l’équivalent de l’atome d’hydrogène met soudainement 15 milliards d’années à traverser le plan de symétrie. La symétrie est donc brisée : […] c’est juste l’ajout de composantes qui change le comportement qualitatif du système […]. On passe d’un système statistiquement symétrique à des molécules chirales stables en ajoutant des atomes. C’est ce qu’on appelle un comportement émergent.

Donc, en se déplaçant d'une extrémité à l'autre de l'échelle de tailles on passe de molécules asymétriques à des molécules symétriques, et cette symétrie serait un "comportement émergent". Fort bien... Mais à quel moment la symétrie est-elle brisée et apparaît ce comportement émergent ? Est-ce quand l’inversion de l’atome d’azote a lieu 29 milliards de fois par seconde ? Une fois par seconde ? Une fois par an ? Ou tous les 14 milliards  d’années ?

Cette question, qui peut paraître triviale d’un premier abord, ne l’est pas car l’artifice qu’elle dévoile sous-tend toute la problématique du concept d’émergence en biologie et la réfutation du réductionnisme qui en découle¹.

En fait cette question n’amène aucune réponse pour une raison simple : le passage d’un système statistiquement symétrique vers des molécules chirales stables, et le changement de comportement qualitatif du système induit, est une transition fabriquée de toute pièce, et la frontière de l’émergence qu’elle pointe est une convention. L'apparition de cette symétrie n’existe pas : l'émergence qu'elle induit reste réductible à une inversion d'atome qui existe dans toutes les situations décrites, et dont seule la fréquence varie d'une extrémité à l'autre de l'échelle citée. Les mots « effectives » et  « statistiquement » qu’emploie l’auteur résument toute la subjectivité du phénomène.

Au final ce "comportement émergent" reste un concept pratique et existe principalement dans l'œil de l'observateur qui fixe une limite à son apparition. L’émergence est quasiment assimilable à un principe de dialectique².

Je poursuis mes pérégrinations sur le site en question et je tombe sur un nouvel article :

On y trouve une problématique similaire quand l’auteur retrouve une nouvelle fois, «bien sûr un comportement émergent », dans la mise en évidence du nombre d’or et d’une suite de Fibonacci dans l’ordonnancement des graines dans la fleur du tournesol.

Que l’on doive forcément déduire un comportement émergent de la présence d’un nombre d’or dans le cœur du tournesol pose question.

Encore une fois, la notion d'émergence réside dans le regard porté par l'observateur sur le nombre d'or et le rôle qu'on lui accorde. En quoi un comportement émergent doit-il être plus associé à la présence du nombre d’or qu’à la forme en couronne de la fleur de tournesol, à la dimension de la tige, à la couleur des pétales ou à la forme des feuilles ? En effet, en cherchant bien, la totalité du plant de tournesol est réductible à quelques algorithmes clinquants et à des formules mathématiques sympathiques : cette plante peut alors être considérée comme une pure émergence.

La présence d’une suite de Fibonacci chez de nombreux végétaux résulte de contraintes purement mécaniques, elle permet d’optimiser les ressources biologiques en plaçant un maximum d’éléments sur une surface la plus petite possible. La suite de Fibonacci est de détermination génétique, elle est le résultat de l’évolution qui a sélectionné une structure optimale en termes d’économie des ressources, comme pour n’importe quelle autre structure biologique.

Un comportement émergent répond à un certain nombres de caractéristiques bien précises et bien définies. Que tout phénomène complexe, ou toute propriété remarquable, puissent être quasi systématiquement assimilés à un comportement émergent relève d’une dénaturation du concept « d’émergence » ou de celui de « comportement », voire des 2 termes à la fois.

Alors, quand est-ce que la mécanique s'enraye dans la tête des physiciens ? Quand, suivant une échelle de valeurs prédéfinies, un résultat est qualifié de remarquable par un observateur et, du fait de cette "remarquabilité", doit forcément correspondre à "un comportement émergent". Les échelles de valeurs possibles étant infinies, l'exercice est donc sans limite : de l’émergence peut être trouvée partout. Ainsi on fabrique de toute pièce, quasiment à volonté, la propriété que l'on recherche.

Cette faculté à débusquer de l'émergence dans toute situation peut s'apparenter :
- soit à l'attitude de Mr Jourdain qui découvrait - émerveillé - qu'il faisait de la prose sans le savoir³; quand ici l’émergence constitue pour le chercheur le même type de révélation que celle du héros ingénu de Molière.
- ou à une panglosserie – telle que la dénonçait S.J. Gould à propos de l'adaptationnisme - dans laquelle le chercheur s'aperçoit, également extasié, que tout est pour le mieux (ou émergent) dans le meilleur des mondes possibles.

John Maynard Smith, dans son ouvrage « La construction du vivant – gènes, embryons et évolution », pointe bien les limites de l’auto-organisation et du concept de système émergent en biologie, et je termine en reprenant la dernière phrase de l’ouvrage :

Il est […] important pour les physiciens s’orientant vers la biologie d’avoir conscience qu’ils pénètrent dans un territoire inconnu, dans lequel deux concepts centraux – l’adaptation et l’information – leur sont étrangers.

Bref, contrairement à ce que pensent certains, le réductionnisme en biologie - avec ses succès expérimentaux considérables - reste un outil d’avenir et a encore de beaux jours devant lui.

1 : Ce difficile passage du concept mathématique d’émergence vers le monde physique me rappelle le paradoxe qu’entraine l’application de l’axiome de choix à la réalité. Cet axiome de la théorie des ensembles, dans lequel aucune faille logique ne peut être décelée, postule pourtant qu’une prédiction presque parfaite d’un futur totalement arbitraire est possible, sans qu’il soit nécessaire d’identifier une structures intelligible ni la moindre régularité dans les événements du passé. Comme le souligne le professeur d’informatique J.P. Delahaye, ce postulat « devrait faire douter de certains axiomes qui, sous des dehors innocents produisent de graves absurdités ».

2 : Définir des molécules symétriques par rapport à des molécules asymétriques, et ainsi une brisure de symétrie, s'inscrit dans une démarche constructiviste, au sens kantien de construction ou de catégorisation effectuée par un sujet. La logique en œuvre utilise ici le principe du tiers exclu : une molécule est symétrique ou ne l'est pas. Le passage d’un système à variables continues (les fréquences d’inversion d’atome) vers des valeurs discrètes binaires (symétrie / asymétrie) constitue un saut conceptuel notable. Nous sommes effectivement à mille lieux d'une démarche réductionniste, et en pleine dialectique.

The explanatory arrow of science currently aims downward (La flèche de l’explication en science pointe actuellement vers le bas).

 
Un petit coup de gueule contre plusieurs théories où visions «globalisantes» en biologie, qui ne sont que des ignorances passéistes qui avancent masquées, drapées dans un discours d’avant-garde, et qui me hérissent le poil.

Quand Jean-Marie PELT, jouant de son aura de grand naturaliste mais digne représentant des scientifiques du XVIIIième siècle, avec autant de connaissance en biologie moléculaire qu'en avait Buffon, vient nous expliquer à la télé que « les Organismes génétiquement Modifiés (OGM) c’est mal parce que les gènes sont dans le désordre», c’est pitoyable. Autant demander à ma concierge quel est son avis sur les dernières avancées de la théorie des cordes en cosmologie.
On peut être contre les OGM mais au moins qu’on argumente sérieusement, sans invoquer une globalité immuable et un ordre naturel regardé comme une horloge au mouvement perpétuel. La Nature a mis en œuvre au cours de son évolution des mécanismes, des stratagèmes et des transferts génétiques entre organismes dont nous mesurons à peine l’étendue, qui n’ont rien à envier aux OGM actuels, et dont ces derniers ne sont que de très pâles copies.

Le Vitalisme (la croyance en l’existence d’une « force vitale ») ayant quitté avec fracas, coté jardin, la scène scientifique à la fin du XIXième, le voici qui fait son retour sur la pointe des pieds, coté cour, sous le nom « d’émergence ».
Les systèmes émergents sont issus de la théorie de la complexité, qui postule que des propriétés nouvelles apparaissent dans les systèmes complexes dont les composants intimes sont en interaction, et que ces propriétés émergentes ne sont pas la simple addition des propriétés des constituants du système.
Sans nier la réalité du concept de système émergent en biologie, je remarque qu'il est le prétexte à toutes sortes de dérives spiritualistes, sous couvert de la difficulté à appréhender les organisations complexes du monde vivant.
Très à la mode actuellement en sciences naturelles, ils sont mis à toutes les sauces, et sont devenus le leitmotiv de ceux qui refusent en block toute tentative de réduction scientifique, sous prétexte que des systèmes biologiques complexes évoluent de manière imprévisible, ou parce qu’ils n’ont pas les connaissances nécessaires pour les comprendre.
Chaque système biologique dont le fonctionnement est très complexe - ou encore mieux, stochastique - est enfermé dans un sac auquel on fait un gros nœud pour ne pas en voir les constituants, et sur lequel on colle l’étiquette « Système Emergent ». Bref, les phénomènes biologiques non-déterministes, imprévisibles ou émergents sont tous cuisinés à la même sauce.
La plupart des avancées modernes de la biologie sont fondées sur l’analyse, le décryptage et le décodage des éléments constitutifs des systèmes et je trouve lamentable de croire que, par quelques tours de passe-passe épistémologiques, les propriétés émergentes ne sont pas réductibles in fine aux propriétés des molécules du système et à leurs interactions, décryptées palier par palier en direction du niveau inférieur.

Si cette explication par l’émergence avait toujours prévalue, nous en serions encore à la théorie de la Génération Spontanée pour expliquer la plupart des phénomènes biologiques.

Quand les créationnistes viennent nous expliquer que le monde vivant est beaucoup trop complexe pour avoir été le fruit d’une évolution naturelle, et qu’il y a sûrement un Dieu caché là-dessous, cela peut tout a fait être considéré comme une Nième variation de la théorie des systèmes émergents.

Le refus de prendre en compte les détails (le diable n’est-il pas dans le détail ?) est sensé tout résoudre car toute question trouve alors sa réponse dans une explication globalisante, d’ordre supérieur et donc difficilement accessible. Leur appel au supranaturel dans l’explication de l’évolution de la vie (ne serait-ce pas une émergence ?) ne témoigne que d’une ignorance, et rien d’autre.