Massimiliano Sorrentino & Daniela Panighetti
L’esprit est peut-être plus vieux que nous le pensons

Traduction libre de https://www.essentiafoundation.org/reading/mind-may-be-older-than-we-think/ 2022-03-20 Nous avons peut-être des raisons de croire que la vie est une œuvre d’art intentionnelle ; et pas très originale, car elle pourrait être basée sur une forme d’imitation planétaire ! Cet article est la suite du précédent essai populaire des auteurs. L’objectif de cet essai est de montrer que l’esprit […]

Traduction libre de https://www.essentiafoundation.org/reading/mind-may-be-older-than-we-think/

2022-03-20

Nous avons peut-être des raisons de croire que la vie est une œuvre d’art intentionnelle ; et pas très originale, car elle pourrait être basée sur une forme d’imitation planétaire ! Cet article est la suite du précédent essai populaire des auteurs.

L’objectif de cet essai est de montrer que l’esprit est peut-être plus ancien qu’on ne le pense actuellement. Plus précisément, nous souhaitons démontrer qu’il existe des raisons suffisantes pour envisager sérieusement d’attribuer une date antérieure à l’apparition de la conscience individualisée dans la chronologie de notre univers.

En raison du caractère privé de l’expérience consciente, personne ne peut être certain que la conscience est exclusivement l’apanage des humains, des primates supérieurs ou des mammifères ; néanmoins, son existence est généralement considérée comme une possibilité uniquement au sein du règne animal. Cela s’explique par le fait que les animaux ont développé des systèmes nerveux à des degrés divers et que notre propre expérience consciente est étroitement liée à l’activité neuronale de notre cerveau.

L’argument habituel selon lequel l’esprit serait apparu avant 600 millions d’années, donc avant l’apparition des premiers animaux dotés de réseaux neuronaux primordiaux, est considéré comme totalement infondé. Dans notre univers, âgé d’environ 13,7 milliards d’années, l’apparition de l’esprit est donc considérée comme assez récente, et comme un événement strictement lié à la vie telle que nous la connaissons ici sur Terre.

On pourrait certainement soutenir que des formes de vie animale ont pu apparaître bien plus tôt sur d’autres planètes. Cependant, l’étude de cette possibilité dépasse le cadre du présent article. Nous allons plutôt poursuivre la ligne de recherche que nous avons commencé à illustrer dans l’essai intitulé « Tempêtes conscientes et origine de la vie », en la revisitant ici sous un angle différent. Dans ce dernier essai, nous avons montré que le problème de l’esprit-matière devrait être considéré plus sérieusement, car il peut potentiellement remettre en question les certitudes que nous avons sur la nature des organismes vivants. En fait, nous avons soutenu que, bien que régie par des lois de la nature aveugles et sans but, l’atmosphère terrestre — tout comme le cerveau biologique — peut être associée à une perspective subjective à la première personne et peut donc avoir créé, à dessein, la vie sur Terre.

L’essai précité ouvre implicitement la possibilité que l’esprit soit plus ancien que ce que l’on pense actuellement, et qu’il n’est pas nécessairement propre au règne animal, ou exclusif aux organismes vivants dans leur ensemble. Nous entendons développer ce thème ici en posant la question suivante : comment rendre plus plausible la possibilité qu’il y ait eu — et qu’il y ait peut-être encore — une expérience consciente liée à l’activité du système atmosphérique ? Dans notre précédent essai, nous avons mis en évidence les similitudes entre ce système et notre cerveau ; nous suivrons ici une approche différente.

Si nous devions envisager la possibilité que la vie sur Terre soit l’œuvre d’un auteur — peut-être la Terre elle-même —, il y aurait encore quelque chose à propos de la vie que nous aurions davantage besoin de comprendre. En d’autres termes, notre compréhension actuelle se limiterait à une simple réduction de la vie à un processus physico-chimique, mais sa signification en tant que création d’un auteur resterait absolument obscure, simplement parce que nous n’avons jamais envisagé la possibilité qu’elle puisse avoir une telle signification. Pour utiliser une métaphore, cela reviendrait à étudier un tableau, tel que le « Narciso » du Caravage, en essayant simplement de déterminer la composition chimique des couleurs et la structure physique de la toile. Notre compréhension des aspects physico-chimiques de l’objet pourrait bien être avancée, et nous pourrions également être en mesure d’identifier certains motifs récurrents dans l’image, mais le sens de l’œuvre — une représentation de Narcisse regardant son propre reflet dans un plan d’eau — nous échapperait totalement.

Nous proposons donc l’approche suivante : nous tenterons de comprendre ce qu’est la vie en admettant qu’elle puisse être le produit d’un auteur conscient, pour lequel elle est dotée d’un sens. En tentant d’éclairer ce que pourrait être ce sens, nous chercherons à comprendre ce que représente la vie pour son supposé auteur. Si nous trouvions une réponse satisfaisante à cette question, nous aurions rendu plus plausible l’hypothèse initiale, à savoir que la vie a été intentionnellement créée par la planète Terre, et que cette dernière ne doit plus être conçue uniquement comme un objet physique, mais aussi comme un sujet conscient dont l’esprit, observé depuis une troisième personne, apparaît comme l’activité électromagnétique du système atmosphérique terrestre.

En paraphrasant la belle question de Wilczek (Wilczek, 2016) « L’univers est-il une œuvre d’art ? », nous réduisons ici la question à « La vie est-elle une œuvre d’art ? ». Pour comprendre ce que la vie peut représenter pour son auteur, nous devons partir à la recherche de ce qu’ils ont perçu. Y a-t-il quelque chose qui vient de l’environnement extérieur, qui a un pouvoir causal sur l’activité du « cerveau » de la Terre ? Existe-t-il des entités physiques venant de l’espace, qui impactent la Terre et déclenchent des décharges atmosphériques ?

Bien qu’il s’agisse de l’un des phénomènes naturels les plus familiers et les plus reconnus, les décharges de foudre restent encore relativement mal comprises (J. R. Dwyer, 2014) ; le principal problème de la physique de la foudre étant que les champs électriques qui se produisent entre les nuages (10-100 kV/m) sont généralement d’un ordre de grandeur inférieur à ceux requis pour la rupture diélectrique de l’atmosphère (2 MV/m). Ainsi, le mécanisme physique à l’origine de nombreux coups de foudre n’est pas encore parfaitement éclairci.

En outre, pendant les orages, des éclairs de rayons X (50 keV ) et des éclairs de rayons ? (0,05 – 10 MeV ) sont détectés. Gurevich et al. (A.V. Gurevich, 1999) affirment que l’existence d’émissions à haute énergie indique que les électrons relativistes doivent jouer un rôle important dans la décharge des nuages d’orage. Par conséquent, le mécanisme d’initiation proposé est une avalanche de fougueux électrons relativistes (relativistic runaway electron avalanche RREA). Sans entrer dans les détails de cette étude, le mécanisme proposé implique essentiellement la présence de particules hautement énergétiques, qui peuvent abaisser à 200 kV/m le seuil du champ électrique nécessaire à l’apparition d’une décharge atmosphérique.

Ainsi, une décharge atmosphérique peut être stimulée par des particules de haute énergie fournies par une vaste pluie atmosphérique de rayons cosmiques. Selon cette approche, les rayons cosmiques jouent un rôle décisif dans l’initiation des décharges atmosphériques, dans lesquelles les nuages (sous certaines conditions) constituent essentiellement des versions naturelles d’un ancien type de détecteur de particules : la chambre à étincelles. Si l’on admet que les décharges directement induites par ces événements peuvent, à leur tour, en induire d’autres, l’ensemble du processus de décharge est analogue à ce qui se passe dans notre cerveau lorsque des photons visibles frappent notre rétine, et nous savons qu’à cette activité cérébrale correspond une perception visuelle d’un objet ou d’un événement.

Par conséquent, si nous admettons la possibilité qu’il existe une expérience subjective liée aux décharges atmosphériques auxquelles nous avons affaire, nous pouvons en déduire que le contenu de cette expérience sera une forme de perception des événements d’impact des rayons cosmiques. Une perception de ce type est évidemment très difficile à imaginer pour nous, au moins aussi difficile que d’essayer d’imaginer ce que c’est que d’être une chauve-souris, dont le mécanisme de perception basé sur l’écholocation est très différent du nôtre, comme le souligne Nagel dans son article bien connu. Les humains ne disposent pas de récepteurs dédiés pour percevoir ces événements physiques et doivent les reconstruire à l’aide de détecteurs spécifiques et d’un traitement précis des données, ce qui se produit quotidiennement dans plusieurs expériences de physique des rayons cosmiques.

Nous pouvons tenter de trouver des éléments communs entre la physique de ces événements et les caractéristiques saillantes de la vie. Essentiellement, nous souhaitons comprendre si la vie peut être considérée comme le produit d’un processus créatif dans lequel ce qui est perçu par l’auteur est retravaillé et représenté. Si dans l’essai précédent, nous nous sommes aventurés dans une étude comparative entre le système atmosphérique de la Terre et le cerveau d’un auteur, il est temps maintenant de nous essayer à une étude comparative entre la physique des rayons cosmiques et les organismes vivants.

Pour tenter de parvenir à une compréhension plus profonde de ce qu’est la vie, nous proposons l’analogie suivante : La Terre joue le rôle de Van Gogh qui perçoit les tournesols réels et en produit la représentation, tandis que les pluies de rayons cosmiques jouent le rôle des tournesols physiques et les organismes vivants en sont la représentation. En d’autres termes, les organismes vivants sont un produit de la Terre inspiré par la physique des pluies de rayons cosmiques. La fig. 1 illustre ces trois éléments : le phénomène perçu (les averses), le cerveau de l’auteur (le système atmosphérique), et sa création (les premiers organismes vivants).

Figure 1. Le scénario proposé pour l’origine de la vie.

Ces rayons cosmiques (principalement des protons provenant de l’espace), par interaction avec les noyaux atomiques dans l’atmosphère (principalement des noyaux d’azote), déterminent la production d’autres particules, qui interagissent à leur tour avec les noyaux atmosphériques, entraînant la production d’autres particules. Pour autant que ces produits aient suffisamment d’énergie, le processus peut être répété et le résultat est une « pluie » de particules, que l’on appelle généralement une pluie de rayons cosmiques. Pendant la première phase d’une pluie, le nombre de particules est soumis à une phase de croissance exponentielle. Cette croissance s’arrête lorsque l’énergie des particules produites est trop faible. Une phase de décroissance s’ensuit, car la plupart des particules produites dans la pluie ont une durée de vie finie. Cette dernière phase, au cours de laquelle la population de particules est décimée, est également exponentielle.

De même, dans une culture bactérienne, après une première phase de croissance exponentielle de la population, suit une phase de décroissance exponentielle. Plus généralement, dans une population d’organismes, la croissance exponentielle et la décroissance sont en concurrence selon les conditions environnementales dans lesquelles se trouvent les organismes. Comme dans le cas des pluies de rayons cosmiques, la croissance exponentielle domine lorsqu’il y a suffisamment d’énergie disponible dans l’environnement dans lequel vivent les organismes, sinon c’est la décroissance exponentielle qui domine.

Nous voulons maintenant approfondir les caractéristiques communes aux phénomènes atmosphériques de rayons cosmiques et aux phénomènes relatifs aux organismes vivants. Puisque même les organismes vivants les plus simples sont des systèmes extraordinairement complexes, il est tout à fait naturel de concentrer notre attention sur les objets physiques plus complexes qui sont produits dans une pluie de rayons cosmiques. Comme nous le savons, les particules constitutives de la matière sont regroupées en deux grandes classes : les quarks et les leptons. Alors que les leptons sont des particules isolées dans les gerbes d’air cosmique, les quarks forment ce que l’on appelle des « états liés ». Les systèmes physiques composés de quarks constituent la classe des hadrons. Les hadrons sont des particules subatomiques composites constituées de deux quarks ou plus maintenus ensemble. À titre d’exemple, les hadrons les plus célèbres sont le proton p et le neutron n, les constituants du noyau atomique. Nous voulons démontrer que, parmi toutes les particules produites dans une averse, il en existe au moins une qui peut être considérée comme un organisme vivant : le pion neutre, qui est le hadron le plus léger et donc le plus facile à produire. Alors que le proton et le neutron sont constitués de trois quarks, le pion neutre se compose d’un quark et de son antiquark respectif, comme le montre le dessin du haut de la figure 2a. Ces paires de particules sont considérées comme confinées dans un sac, qui sépare le pion de l’environnement extérieur.

Considérons donc ce qui se passe si nous fournissons de l’énergie à un système physique tel que le pion neutre (fig. 2a). Lorsque l’énergie disponible dans l’environnement de ce système est absorbée dans une interaction, elle est utilisée pour séparer le quark et l’antiquark qui le composent. Lorsque ce processus atteint un certain seuil, une partie de l’énergie absorbée est convertie en la masse d’une nouvelle paire. Le quark nouvellement créé se lie à l’antiquark préexistant tandis que l’antiquark nouvellement créé se lie au quark préexistant, donnant naissance à deux hadrons « enfants » à partir d’un seul hadron « parent ». Le pion étant le hadron le plus léger, il est possible de s’assurer que les deux hadrons enfants sont toujours deux pions neutres, identiques au pion initial, à condition que l’énergie absorbée soit inférieure à un certain seuil. Dans ce cas, chacun des hadrons enfants possède donc la même structure de quark que le hadron parent, qui est répliquée lors du processus de reproduction de ce dernier. Une fois la nouvelle paire produite, la scission du sac achève le processus de fission. Si, en revanche, cette énergie n’est pas fournie à temps, le pion initial se désintègre simplement : son existence prend fin lorsqu’il se désintègre en une paire de photons. Ce dernier cas se produit typiquement dans une pluie d’air cosmique, étant donné la courte durée de vie des pions neutres. Ce sont là quelques-unes des particularités intéressantes de ces objets situés au-dessus des nuages. Observons maintenant ce qui se passe sous les nuages, au sein des organismes vivants.

Fondamentalement, un organisme vivant est un système thermodynamique qui dissipe l’énergie disponible dans son environnement afin de se reproduire. Cette dissipation d’énergie est due au métabolisme, un processus par lequel l’organisme synthétise de façon autonome les molécules nécessaires à sa reproduction. En pratique, pour se reproduire, un organisme doit nécessairement répliquer son ADN, et pour ce faire, il doit être capable de synthétiser de manière autonome les quatre nucléotides distincts qui composent l’ADN : A, T, G, C. Dans ce processus de synthèse, une certaine quantité d’énergie disponible est transformée en masse de nucléotides. Le terme « métabolisme » désigne précisément cette transformation. La transformation de l’énergie en masse est beaucoup plus marquée dans les réactions de physique nucléaire et de physique des particules que dans les réactions chimiques ; pourtant, du point de vue de la physique fondamentale, il s’agit du même processus de transformation. Enfin, la scission de la membrane complète le processus de fission binaire d’un organisme vivant simple (fig. 2 b).

Figure 2. (a) Fission d’un pion. (b) Fission binaire d’un organisme vivant.

Le processus de fission d’un pion neutre peut être décrit de manière similaire en termes de métabolisme, de réplication et, enfin, de reproduction par la scission de la membrane qui le sépare de son environnement extérieur. Pour ces raisons, nous pensons que, à toutes fins utiles, il peut être considéré comme un organisme vivant.

Sans aucun doute, une autre différence frappante entre un pion neutre et un organisme vivant est que, dans ce dernier, la structure interne répliquée qui le définit est un double brin antiparallèle (ADN), alors que dans le cas d’un pion neutre, il s’agit simplement d’une paire. À cet égard, il est utile d’étudier la structure des quarks du pion neutre.

En tant que système quantique, l’état du pion neutre est une superposition d’états d’un système constitué d’une paire. L’état quantique de chaque quark est défini par ses propriétés dites de « saveur » et de « spin ». En pratique, chaque pion neutre est donc une superposition de 4 états de saveur et de spin. Il est possible de placer ces quatre états en correspondance biunivoque avec les quatre paires possibles de nucléotides qui composent l’ADN (fig. 3). En outre, les quarks possèdent un autre nombre quantique non observable : la « couleur » représentée par R, G ou B. Chacun des quatre états de saveur-spin peut se trouver dans l’un des trois états de couleur, tout comme chaque paire de nucléotides peut se trouver dans l’une des trois positions possibles à l’intérieur d’un codon d’ADN, constitué précisément de trois paires de nucléotides.

Figure 3. Correspondance entre les états quantiques du pion neutre et la structure de l’ADN.

Compte tenu de cette correspondance particulière, la question se pose naturellement de savoir si les pions peuvent former des filaments, c’est-à-dire des structures linéaires qui sont également capables de se répliquer. Bien que ces structures n’aient pas été observées expérimentalement à ce jour, leur existence fait l’objet de nombreuses prédictions théoriques. Pour ceux qui ne sont pas experts en la matière, il faut préciser que ce qui a été dit jusqu’à présent concernant les hadrons relève de la physique connue et particulièrement bien établie, tandis que cette dernière partie concernant les structures linéaires plus exotiques fait l’objet d’une investigation scientifique continue et leur existence physique est encore très contestée.

En raison de la nature même de ces chaînes de pions, elles peuvent apparaître lors d’impacts de rayons cosmiques qui produisent un état exotique de la matière : le plasma quark-gluon (QGP), un état très dense et chaud de la matière découvert en 2005 (I. Arsene, 2005). C’était également l’état de la matière aux tout premiers instants de l’histoire de l’univers ; un état qui peut être produit lors d’impacts à haute énergie entre particules, dans des expériences de collision dédiées, ainsi que dans des impacts de rayons cosmiques. Dans cet état exotique de la matière, les quarks ne se lient pas pour former des hadrons, mais restent des particules flottantes. Comme aux premiers instants de la vie de l’univers, ces boules d’énergie de QGP produites dans les impacts de rayons cosmiques se refroidissent en se dilatant. Au cours de ce processus de refroidissement, des hadrons et éventuellement des chaînes de pions se forment, de la même manière que des cristaux de glace de différents types se forment lors du refroidissement de l’eau. Dans cet état, les quarks flottant librement peuvent participer au processus de réplication des parties de la chaîne (fig. 4a), tout comme les nucléotides flottant librement à l’intérieur de la cellule participent au processus de réplication de l’ADN cellulaire (fig. 4b).

Figure 4. (a) Réplication d’une chaîne de pions dans un bain de quarks flottant librement. (b) Réplication de l’ADN entouré de nucléotides flottant librement.

Notez également que, dans l’interaction entre deux cordes, celles-ci peuvent se joindre dans un processus appelé « intercommutation » (fig. 5a), de la même manière que les molécules d’ADN s’assemblent dans les processus de transfert horizontal de gènes, comme la transposition de l’ADN (fig. 5b).

Figure 5. (a) Intercommutation de cordes. (b) Transposition d’ADN.

Ce type d’enquête ne peut certainement pas être épuisé en quelques lignes. Cependant, de nombreuses caractéristiques et modèles qui unissent la physique des rayons cosmiques et des organismes vivants soutiennent l’image globale que nous avons esquissée jusqu’ici. Les organismes vivants pourraient en fait être le produit d’un esprit, en particulier d’un esprit qui connaît les phénomènes atmosphériques des rayons cosmiques ; un esprit dont le cerveau correspondant est le système atmosphérique de la Terre, stimulé par les événements des rayons cosmiques.

Nous avons tenté ici de présenter un niveau sémantique possible de compréhension de ce que pourrait être la vie en tant que produit de l’esprit d’un auteur : il s’agirait de la représentation d’un processus typique de l’interaction forte entre quarks, qui est représenté par l’interaction électromagnétique entre molécules au moyen d’astuces nombreuses et ingénieuses, telles que l’encodage, dans un double filament d’ADN qui se réplique, de toutes les informations nécessaires à la réplication du brin lui-même et à la reproduction de l’organisme entier.

Sans aucun doute, la signification de chaque œuvre d’art peut être appréhendée à différents niveaux. Ici, nous souhaitons simplement observer que les objets nucléaires que nous venons de passer en revue constituent les premières structures ordonnées à apparaître dans les premiers instants de l’histoire de l’univers. Il ne serait donc pas surprenant que la vie ait un sens plus profond que celui qui a été proposé jusqu’à présent. Par exemple, elle pourrait être une grande œuvre de célébration des origines de l’univers lui-même, ou une tentative de rétablir un état initial rapidement perdu. Nous ne le savons tout simplement pas. Néanmoins, le fait qu’il soit possible de distinguer la réalité et la représentation depuis l’époque où le premier organisme vivant est apparu sur Terre, est certainement un indice significatif que l’esprit peut être daté d’au moins 4 milliards d’années.

 

Bibliographie

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