La Réalité Quantique et l’Ordre Virtuel en tant que Base de l’Émergence

L'auteur propose un lien entre physique quantique et évolution du vivant. Les phénomènes de la vie reléveraient d'un ordre cosmique cohérent et immanent, comme le font les états quantiques des molécules qui sont la base de la vie. C’est un ordre transcendant, parce qu’il est composé par des formes d’états vides, dits virtuels, qui deviennent réels dans les mutations des molécules d’ADN. L’ordre complexe évoluant dans la biosphère n’est donc pas né à partir du chaos ni du néant, mais par la réalisation de l’ordre virtuel d’états quantiques qui existent déjà avant qu’ils ne deviennent réels. La biologie de Darwin s’applique à la surface mécanique des choses et doit être modifiée.

La Réalité Quantique et l’Ordre Virtuel en tant que Base de l’Émergence

Lothar Schäfer
 Départementde Chimie et de Biochimie, Université d’Arkansas, Fayetteville, AR 72701 [email protected]

Résumé : La thèse de la perspectivequantique del’évolution biologique propose que les phénomènes de la vie restent sur unordre cosmique cohérent et immanent, comme le font les états quantiques desmolécules qui sont base de la vie. C’est un ordre transcendant,parcequ’il est déposé sous les formes d’états vides, dits virtuels,quideviennent réels dans les mutations des molécules d’ADN. L’ordre complexeévoluant dans la biosphère n’est donc pas à partir du chaos et ni du néant,mais par la réalisation de l’ordre virtuel d’états quantiques qui existent déjàavant qu’ils deviennent réels. La biologie de Darwin s’applique à la surfacemécanique des choses et doit être modifiée.

Abstract :The Quantum Perspective ofbiological evolution proposes that the processes of Life are based on acoherent and immanent cosmic order, as illustrated by the quantum states of themolecules, which are the basis of living organisms. This order is transcendent because itconsists of the forms of empty states, called virtual,which become real in the mutations of DNA molecules.Thus, the complex order that emerges in the biosphere is not created by chancefrom nothing, but it appears through the realization (materiali-zation) of thevirtual order of quantum states which already exist before they become real.Darwin’s biology refers to the mechanical surface of things and has to bechanged.

1. Introduction

Lesthèses de cet essai restent sur la prémisse que toute réalité visible estl’expression phénotypique de la réalité quantique. Toutes les chosesmatérielles sont des systèmes quantiques et existent en états quantiques. Lespropriétés des états quantiques sont déterminées par des fonctions d’onde, dontla nature est celle de fonctions de probabilité. Puisque les probabilités nesont rien que des nombres, les fonctions d’onde des systèmes quantiques netransportent pas de matière ou d’énergie, mais seulement de l’information surdes relations numériques. Néanmoins, tout ordre visible est déterminé par lesinterférences de ces ondes.

Chaquemolécule est un système quantique. Une molécule ne peut faire rien d’autre quede sauter d’un état à un autre. De telles transitions se passent entre l’étatqu’une molécule occupe et un état vide de son espace-état. Les chimistesquantiques appellent les états vides virtuels. Lesétats virtuels ne sont pas réels dans un sens matériel, mais ils sont capablesde devenir réels lorsqu’ils deviennent occupés. Dans une transitionmoléculaire, un état occupé devient virtuel (quittant la réalité), tandis qu’unétat virtuel devient réel (entrant dans la réalité). Il s’ensuit qu’un systèmea besoin d’états vides pour qu’il puisse se transformer. Dépourvud’états vides, un système ne peut pas changer.

L’espace-étatde chaque molécule se compose d’un ensemble d’états cohérents. Les propriétésde chaque état dépendent des autres états et sont déterminées par lesconditions du système entier. Il s’ensuit que l’ordre d’un état virtuel estprédéterminé avant qu’il devienne réel. L’actualisationd’états virtuels est un mécanisme simple par lequel un ordre transcendant peuts’exprimer dans le monde matériel.

Dela part des propriétés quantiques des molécules, nous déduisons un modèle pourtoute la réalité, en proposant que l’univers entier soit un système quantique.Ses états occupés forment la partie visible de la réalité. Ses états virtuelsforment une réalité transcendante. L’actualisation d’étatscosmiques virtuels est la base de toute émergence dansl’univers. Notamment, l’émergence de la complexité de la biosphère est lamatérialisation d’un ordre transcendant, qui existe déjà dans la structurequantique de l’univers avant qu’il devienne réel.

2. Quelques aspects caractéristiques de la Réalité quantique

Laphysique du 20e siècle nous oblige d’adopter un regard du Monde qui est àl’opposé du sens commun. Dans la physique classique, tout était réduit auxmouvements de corpuscules matériels qui obéissent aux lois de Newton d’unefaçon mécanique et dénuée d’esprit. « Il me semble probable » écrivait Newton,« que Dieu au début créa la matière en corpuscules simples, matériels, durs,impénétrables, et mobiles … et que ces particules primitives, étant solides,sont tellement dures qu’elles ne s’useront jamais avec le temps … de manièreque la Nature est éternelle. » (I. Newton, « Opticks »,London 1730, Tome trois, part I ; Dover Publications Inc : New York 1952, p.400.)

Àl’opposé du regard de la physique classique, la physique quantique nous permetd’adopter la vue que la base du réel n’est pas une accumulation grande dematière, mais plutôt une Conscience. « La théorie atomique moderne » écrivaitWerner Heisenberg, « ne soutient plus… une vue matérialiste naïve del’univers. Les atomes ne sont plus des objets matériels au sens véritable dumot… ils n’existent pas en tant que simples objets matériels… La particuleélémentaire de la physique moderne n’est plus une particule matérielle. » (W. Heisenberg, « Ideas of Nat. Phil. of Ancient Times in Mod. Physics;in Phil. Probl. Of Quantum Physics», Ox Bow Press, Woodbridge, CT. 1952 ; nouvelle édition 1979, p. 55) ; et «Physics and Philosophy », Harper Torchbook, New York. 1958 ; nouvelle édition1962, p.186)

Laphysique de Newton était avant tout une doctrine matérialiste qui présupposait« qu’être veut dire être matériel ». (H. Margenau, « Open Vistas ». OxBow Press, Woodbridge, CT. 1961 ; nouvelle édition 1983, p.47.) AvecNewton, l’univers devenait une machine, il n’offrait plus de place pour Dieu oula spiritualité. Au contraire, un des aspects fondamentaux de la réalitéquantique est sa non-séparabilité. Si la nature de la réalité est nonséparable, elle est un Tout indivisible. Dans ce cas, Kafatos et Nadeauproposaient une conclusion remarquable : puisque notre conscience a émergé dece Tout et en fait partie, il est possible de supposer, qu’un élément deConscience est actif dans l’univers. Conscience cosmique. (M.Kafatos et R. Nadeau, « The Conscious Universe », Springer 1990, New York).

Dansles fondements de la réalité normale, les composants fondamentaux des chosesordinaires – les molécules, les atomes et les particules élémentaires –exposent des propriétés qui ne sont pas visibles dans les objets qu’ilsforment. À cause de ces propriétés, il est surtout possible de proposer 1) quela base du monde matériel est non matérielle et 2) que les objets quantiquespossèdent des propriétés rudimentaires de conscience. Ces aspects de la réalitéphysique fournissent un cadre important pour un regard nouveau sur l’évolutionbiologique et l’émergence de l’ordre complexe dans la biosphère.

2.1. La base du monde matériel est non matérielle.

Lacohérence est la capacité des objets quantiques d’interférer.Elle s’avère dans les phénomènes de diffraction qui produisent desdistributions en intensités avec des maxima et minima caractéristiques. Detelles distributions sont toujours observées, « lorsqu’un objet quantiquepossède plusieurs possibilités d’obtenir le même résultat expérimental ». (J.Küblbeck et R. Müller, “Die Wesenszüge derQuantenphysik”, Aulis Verlag Deubner, Köln, 2002.) Parexemple, lorsqu’un électron est projeté à un détecteur à travers une barrièreavec deux fentes, il ne réalisera aucune des deux possibilités (passage à traversla fente droite, passage à travers la fente gauche), mais le mode objectifd’obtenir le résultat observé (détection à un point donné) restera nondéterminé. La diffraction électronique est le phénomèneobservé qui révèle la cohérence des électrons.

Lacohérence est une propriété fondamentale de tous les objets quantiques, passeulement des électrons, mais aussi des neutrons, des atomes et même desmolécules (M.Arndt et al., ”Wave particle duality of C60”, Nature 401,680,1999.)

Lesphénomènes d’interférence des particules isolées sont une indication du faitque, si elle est laissée seule, une particule quantique évoluera dans unesuperposition de probabilités ou de tendances à être observée quelque part dansl’univers. La nature d’un tel état est celle d’une onde. Un électron dans untel état n’est pas à un endroit précis, mais son existence est délocalisée pardes probabilités ou des possibilités simultanées d’être trouvé en beaucoup delieux différents. Dans un état de superposition, un électron n’est pascomplètement réel, mais il existe, comme Heisenberg l’écrivait, « dans un étatde puissance aristotélicienne, entre l’idée d’un objet et un vrai objet. » (W. Heisenberg, « Physics and Philosophy », Harper Torchbook. New York,1958, nouvelle édition 1962, p.53.)

Lapropriété des particules élémentaires à exister dans des états d’ondes semanifeste en beaucoup de phénomènes. La mécanique quantique de Schrödinger estactuellement la seule théorie qui permet d’expliquer les propriétés des atomeset des molécules. Selon cette théorie, les électrons dans les atomes ne sontpas des particules localisées, de petites billes, mais ce sont des ondesstationnaires, des fonctions d’ondes ou des formes mathématiques. Max Born : lanature de ces ondes est celle d’ondes de probabilité.

Lesprobabilités sont des nombres ou des quotients de nombres. Les ondes deprobabilité sont vides, elles ne portent pas de matière ou d’énergie, seulementde l’information sur des rapports numériques. Cependant, tout l’ordre visibledans l’univers est déterminé par leurs interférences. Par exemple, lesfonctions d’ondes des atomes déterminent quelles molécules peuvent être formées; les fonctions d’ondes des molécules déterminent quelles interactionsintermoléculaires sont possibles, qui forment la base des processus descellules vivantes . C’est ainsi que nous trouvons que l’ordre dumonde est fondé sur des principes non matériels. La base du monde matériel estnon matérielle.

Pythagorecroyait déjà que « toutes les choses sont des nombres. » Dans son Timée, Platonsuggérait que les atomes sont des formes mathématiques. L’univers, autrefoisfermé par le matérialisme de Newton, s’est rouvert. Le monde de matière-énergie n’est plus complètement scellé. Des fissures se sont ouvertes dans soncortex matériel et mécanique, qui permettent un regard sur une réalitédifférente de la réalité des choses ordinaires ; peut-être la réalité des idéesde Platon.

2.2. Aspects de Conscience

Pourproduire un effet physique dans la réalité habituelle de notre expérience, il fautdépenser de l’énergie. Par exemple, pour agiter un objet, il est nécessaire dele pousser ; rien que d’y penser ne va pas remplir la tâche.

Dansce regard aussi, les entités quantiques sont différentes. Elles peuvent changerleur comportement, quand il devient possible d’enregistrer un changementd’information sur ses états. Dans la diffraction des particules isolées, parexemple, l’information-quelle-voie détruit la cohérence. (M. O. Scully,B.-G. Englert, H. Walther,

“Quantum Optical Tests of Complementarity”, Nature, 351, 111, 1991; T. Pfau et al., Loss ofSpatial Coherence by a Single Spontaneous Emission, Phys. Rev.Lett. 73 (1994) 1223.)

«On peut supposer » écrivait Wheeler « que l’information soit située au coeur dela physique, précisément comme elle est située au coeur d’un ordinateur.» (J. A. Wheeler, et K. Ford, « Geons, Black Holes & Quantum Foam »,Norton et Comp. New York, 1998, p.340). Et Wiener écrivait :«L’information c’est l’information, et pas de la matière ou d’énergie. Aucunmatérialisme qui n’avoue pas cela ne peut survivre à ce temps.» (N.Wiener, «Cybernétiques », MIT Press. New York, 1961, 2. édition, p. 132).

Dansle monde des objets ordinaires, un esprit ou une conscience est la seule entitéconnue qui peut réagir à un changement d’information. De cettefaçon, nous pouvons dire que les objets quantiques ont des propriétésrudimentaires de conscience.

Faceà de tels aspects, Eddington écrivait, « L’univers a la nature d’une pensée oud’une sensation dans une Conscience universelle… L’étoffe du Monde est de l’étoffe- esprit… » (A. S. Eddington, « The Philosophy of Physical Science », Macmillan, NewYork, 1939, p.151 ; et « The Nature of the Physical World », Macmillan, NewYork, 1929, p.158.)

Jeansécrivait, « L’Esprit n’est plus un intrus accidentel dans le royaume de lamatière, nous commençons au contraire à soupçonner qu’il sera nécessaire del’accueillir comme l’auteur et gouverneur de la matière. » (J.Jeans, « The Mysterious Universe », Macmillan, New York, 1931, p.146)

Lesaspects rudimentaires de conscience de la réalité quantique se manifestent enbeaucoup de phénomènes. La nature des ondes de probabilité dépourvues dematière est plus proche à la nature d’une pensée que d’une chose. La capacitélimitée des états électroniques de stocker des électrons est la base de l’ordrevisible de l’univers. Ce phénomène n’est pas le résultat d’une quelconque forcemécanique inconnue, mais d’un principe mental; c’est-à-dire la symétriedesfonctions d’ondes des particules élémentaires. Finalement, dans les sautsquantiques les systèmes quantiques agissent spontanément. Un esprit est laseule chose que nous connaissons, qui peut agir de cette façon.

Laspontanéité dans la physique est l’absence de causalité. « En cas d’absence de causalité», Eddington remarquait, « il n’y aura plus de distinction entre le naturel etle surnaturel» (A.S. Eddington, loc.cit., 1929, p.309). Ainsi s’efface, au niveauquantique de la réalité,la ligne de démarcation entre le naturel et le surnaturel. Les deux royaumes

convergent,comme la physique et la métaphysique, le matériel et le mental, le mécanique et letéléonomique. Immanquablement, on a l’impression que laréalité quantique a révélé tous les aspects d’uneréalité transcendante (L. Schäfer, « In Search of DivineReality. » Univ.Ark. Press, Fayetteville, 1997; L. Schäfer, « Versteckte Wirklichkeit : Wie unsdie Quantenphysik zur Transzendenz führt » Hirzel Verlag, Stuttgart, 2004).

3. La Perspective quantique de l’Émergence et de L’Évolution biologique

3.1 Le regard non anthropomorphe des processus génétiques : pas defautes, pas de copies, et pas de descendance.

Laperspective quantique de l’évolution repose sur la thèse que la base de la vieest moléculaire et que, par conséquent, les règles de la théorie quantique sontimportantes pour la biologie. (L. Schäfer, 2001. “Onthe Halfway Reductionism of Michael Ruse”, Research News and Opportunity in Science and Theology (ISSN 1530-6410), Vol.2, no.4,Dec. 2001, p.16; “Quantum View of Evolution”, ibid. 2002, Vol.2,no.8, April 2002, p.26; “Biology Must Consider Quantum Effects “, ibid. 2002, Vol. 3,no.1, Sept. 2002, p.16; L. Schäfer, 2002. in “Hopefulley Yours”, K. Pandikattu,ed., ISBN 0-9709782-2-7, Jnanam, Pune, India; L. Schäfer, 2003, “Em Busca daRealidade Divina”, Esquilo, Lisboa,Portugal; L. Schäfer, 2004, “Versteckte Wirklichkeit-Wie uns die Quantenphysikzur Transzendenz führt”, Hirzel Verlag, Stuttgart, Allemagne.)

Desmolécules sont la base de la vie. Des molécules sont des systèmes quantiques.La seule chose qu’une molécule peut faire est de sauter d’un état à un autre.Les sauts quantiques sont spontanés, indépendants de toute cause et contrôléspar le hasard. Quand un processus est contrôlé par le hasard, on ne peut jamaisêtre sûr du résultat d’un événement particulier.

Dansles cellules vivantes, les gènes sont des molécules A.D.N. (acide désoxyribonucléique)et la synthèse des gènes est un processus moléculaire et quantique. Parconséquent, on ne peut jamais être sûr du résultat d’unesynthèse d’un gène particulier.

Siune molécule A.D.N. est synthétisée, la probabilité sera extrêmement grande quele produit aura la même séquence de nucléotides que celle d’une molécule A.D.N.qui assiste la synthèse comme catalyseur. Mais onne peut jamais être sûr de ce résultat. Si l’A.D.N.produit n’est pas le même que l’A.D.N. assistant, on dit qu’une fauteaété commise en copiant un gène, et une mutationestsurvenue.

Aucontraire, les entités quantiques ne connaissent pas que cela veut dire « faireune copie » ou « commettre une faute ». Dans la synthèse d’A.D.N. un groupe denucléotides simplement occupent un état quantique commun. Dans une mutation, ungroupe de nucléotides occupent un état virtuel qui n’a pas été occupé aupréalable. Si le nouvel état provoque des variations de phénotype, c’est là quela sélection naturelle exercera son contrôle. De cette façon, on est conduit àsupposer que les unités de la sélection naturelle ne soient pas des morceaux dechromosomes, mais les fonctions d’onde des états quantiques qui se réalisent(s’actualisent) en chromosomes.

Parconséquent, les espèces biologiques ne changent pas, mais les gènes changentleurs états quantiques. Puisque les états quantiques quise réalisent en organismes vivants n’ont pas descendu l’un de l’autre, leurseffets phénotypiques n’ont pas descendu non plus, l’un de l’autre.

3.2 Le rôle des états virtuels dans l’émergence de l’ordre complexe

Aucentre de tous les processus d’émergence dans l’univers nous trouvons des étatsvirtuels.

Chaquesystème quantique ne contient pas seulement l’état qu’il occupe quand il estobservé, mais en plus il possède beaucoup d’autres états, qui sont vides. C’estune propriété générale des systèmes quantiques: toutes les choses contiennentd’innombrables états vides.

Leschimistes quantiques appellent les états vides « étatsvirtuels ».Ils existent virtuellement, mais pas réellement. Puisqu’ils sont vides(inoccupés), les états virtuels sont invisibles et ils ne sont pas entièrementréels. Ils existent en tant que formes mathématiques, mais ils sont plus qu’uneidée d’une forme mathématique parce qu’ils possèdent le potentiel, potentia,dedevenir réels. Les états virtuels sont des fonctions d’ondes exactementdéterminées, ils sont des structures complexes, des bits d’information et ilspeuvent devenir réels, quand un système les occupe par un saut quantique. Ilssont des « objets Heisenberg » ; c’est-à-diredes objets qui existent « entre l’idée d’une chose et unevraie chose. »

Lorsqu’unemolécule occupe un état virtuel, ceci devient un état réel. On dit qu’il s’actualise.Àce point son ordre virtuel se transforme en ordre réel. L’actualisationdel’ordre virtuel dans les sauts quantiques apparaît ainsi comme unmécanisme simple par lequel l’ordre transcendant dans l’univers peut s’exprimerdans le monde matériel.

Leconcept de potentia (puissance), empruntéd’Aristote par Heisenberg pour décrire les superpositions d’états, s’appliquetout aussi bien aux états virtuels parce que leur ordre est un ordre potentiel.Quand un état virtuel se trouve à être occupé, il devient factuel. Toutesles molécules, en effet tous les systèmes, sont des centres de potentia,d’états virtuels qui ne sont pas tout à fait réels, mais possibles. Et ilémerge d’eux constamment quelque chose de nouveau.

Lamolécule d’hydrogène représente un exemple simple. Lorsque les fonctions d’ondedes états-1s (H1s) de deux atomes d’hydrogène interfèrent l’une avec l’autre,deux états moléculaires (nommés 1 σ et 1 σ*)sontformés dans une molécule-H2. Si les deux électrons (symbolisé en fig.1 par deuxflèches) occupent l’état le plus stable (1σ), l’autre état restera vide ou virtuel.

Lesétats virtuels peuvent être considérés en tant qu’entités Parménidiennes.Parménide croyait qu’il ne peut y avoir mouvement que s’il existe de l’espacevide dans lequel un objet peut se déplacer. Les systèmes quantiques confirmentle principe parménidien : un système a besoin d’états vides(virtuels) pour pouvoir changer.

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Figure1 : Diagramme énergétique d’états moléculaires (1σ et1σ*) formés dans la molécule H2 à partir des états atomiques Hls.

Parménidene croyait pas à l’existence d’états vides. En ceci, il pensait aux états quiexistent dans l’espace. En effet, les états virtuels n’existent pas commeobjets réels dans l’Espace-Temps, mais comme objets virtuels dans l’espace-étatd’un système. Son ordre ne reste pas dans des formes visibles, mais dans desfonctions virtuelles. Ils sont des pièces d’un ordre transcendant.

Lesétats virtuels peuvent également être considérés en tant qu’Idées platoniques.L’univers entier est un système quantique et nous devons nous attendre à cequ’il existe un nombre infini d’États Cosmiques Virtuels. Puisqu’ilsne sont pas réels dans le sens matériel, l’ordre qu’ils définissent est un ordrecosmique transcendant. L’Actualisation des ÉtatsVirtuels (AEV) est le mécanisme par lequel le monde est sécrété etséparé de la totalité de l’ordre transcendant de l’univers.

Sila nature de l’univers est celle d’un Tout, il s’ensuit que les états de chaquemolécule individuelle font partie de la structure quantique de l’univers. Parconséquent, on peut penser que les états moléculaires existent dansl’espace-état cosmique virtuel avant que les molécules correspondantesn’existent sous forme de morceaux actuels de matière. Il se peut bien que lesétats quantiques qui s’actualisent dans des molécules d’ADN existaient déjà àune époque où les molécules réelles d’ADN n’existaient pas sur cette planète.Puisque nous devons supposer que l’espace-état virtuel s’étend à travers latotalité de l’univers, comme s’il existait au-delà de l’espace-temps, il n’y aaucune raison de croire que l’émergence de la vie fut limitée à un pointsingulier du temps, ou à une localité singulière, telle que notre planète.

Dansla structure quantique de l’univers, il suffit que chaque état n’existe qu’uneseule fois, comme les idées dans le monde des Idées de Platon. À partir del’unique système des états-H de la bibliothèque cosmique, les innombrablesatomes-H qui existent en tant que particules matérielles sont desactualisations répétées. Un seul état dans la bibliothèquevirtuelle : multiplicité dans l’ordre visible du monde matériel. Dans cemodèle de l’ordre universel, on considère qu’il existe un noyau d’étatscosmiques virtuels, d’où le monde matériel émerge par AEV. Dansl’ordre virtuel, il y a la non- séparabilité ; dans les objets actualisés, il ya la séparation.

L’universregorge d’états vides qui n’ont pas encore provoqué un événement actuel et (envariation de Wheeler) il semblerait que l‘on puisse dire sans risque quel’univers est rempli davantage de virtuel que de réel. Dans une danse agitée etincessante, les états occupés sont constamment abandonnés et deviennentvirtuels, pendant que les états virtuels se transforment en états réels. Aufond des choses, l’ordre réel et l’ordre transcendant sont entrelacés dans uneétreinte frénétique. Du Transcendant (le Mental) au Réel (le Matériel), du Réelau Transcendant – c’est aussi simple que cela.

3.3. L’émergence de la complexité biologique par l’actualisation d’étatsvirtuels.

L’A.D.N.est comme toutes les molécules. Chaque chaîne de nucléotides est le centred’innombrables états vides et pour chacun d’eux il existe une probabilitéd’être occupé n’importe quand. L’occupation d’un état virtuel d’A.D.N. est unemutation qui peut entraîner des variations de phénotype, qui ensuite serontévaluées par la sélection naturelle. Point important : l’ordrecomplexe évoluant dans la biosphère n’est pas créé par le chaos et ni par lenéant, mais par l’actualisation de l’ordre virtuel d’états quantiques quiexistent déjà avant qu’ils deviennent réels (occupés). Les sauts d’un état à unautre sont contrôlés par le hasard, mais l’ordre des états rendus réels par lessauts n’a rien à faire avec le hasard.

Interprétationorthodoxe du Darwinisme : puisque les variations phénotypiques sont lesrésultats du hasard, elles sont créées par le hasard. « Le hasard aveugle peutmener à tout, même à la vue » écrivait Monod (J. Monod, « Lehasard et la nécessité », Éditions du Seuil, Paris, 1970). Monodavait raison : le hasard peut mener à tout. Mais ilne peut pas créer le tout auquel il mène.

Lacompréhension traditionnelle du darwinismepeut être illustrée pard’innombrables citations : « L’évolution biologique nous confronte avec desexemples les plus spectaculaires… de l’ordre spontané du chaos… La créationde quelque chose à partir de rien est une partie importante de la significationde l’univers… » (T. W. Deacon, « Three Levels of Emergent Phenomena »,Collection d’essais, Science and the Spiritual Quest Boston Conference, HarvardUniversity, Boston, 2001). Également, Pollack remarquait : « Notreespèce n’est pas la création d’un dessein, mais le résultat d’erreursaccumulées. » (R. E. Pollack, « The Unknown, the Unknowable, and Free Will as Religious Obligation »,Collection d’essais, Science and the Spiritual Quest Boston Conference, HarvardUniversity, Boston. 2001).

Laperspective quantique de l’évolution est à l’opposé des propositions de cegenre. Elle n’a pas besoin de miracles comme la création de quelque chose àpartir de rien. L’ordre évoluant spontanément dans la biosphère n’émerge pas dunéant et ni du chaos, il émerge d’un ordre virtuel qui est strictementdéterminé par les conditions (potentiellement dynamiques) de l’univers.L’actualisation des états virtuels représente un modèle simple et réaliste,illustrant comment un ordre cosmique invisible et virtuel, mais préétabli,peut s’exprimer spontanément dans le monde matériel. Dans la spectroscopiemoléculaire, ce processus est une circonstance ordinaire et triviale.

Larévélation de l’ordre virtuel se fait par le hasard. Mais l’ordre révélé faitpartie de la logique de l’univers qui n’a rien de commun avec le hasard. Parconséquent, l’hypothèse du « dessein intelligent » n’estpas la seule alternative à l’hypothèse que la vie était créée par le hasard àpartir du néant. La perspective quantique permet les mêmes résultats quel’hypothèse du dessein intelligent, mais elle n’a pas besoin d’une interventiondivine continuelle et directe.

Laperspective quantique de l’évolution biologique propose que les phénomènes dela Vie fassent partie d’un ordre cohérent, sous-jacent et immanent, comme lefont les états quantiques d’une molécule. C’est un ordre que nous avons nommé transcendant,parcequ’il n’est pas déposé sous des formes visibles. Le hasard joue un rôle dansles deux modèles. Mais dans le darwinisme, l’ordre de l’évolution est un «bruit » que la sélection naturelle transformera en musique (J. Monod loc.cit., 1972,p :113). Dansle modèle d’émergence par AEV, la musique fait partie d’un concert cosmique.

Laperspective quantique et le darwinisme sont tous les deux en accord avec toutesles données expérimentales que les biologistes ont accumulées au cours desannées, mais seul le concept AEV est en accord avec nos connaissances généralesdes propriétés quantiques des objets matériels. Les deux modèles sontdifférents aussi au sujet de la fondation de la réalité : soit la surfacevisible des choses matérielles, soit une réalité transcendante et sous-jacente.

Tousles processus matériels dans les cellules vivantes semblent avoir une basegénétique. Mais ceci ne veut pas dire que les principes physiques et chimiquesqui apparaissant dans ces processus sont créés par les gènes. Tout comme lesprincipes de la vie organique réfléchissent l’ordre universel, les principesuniversels de notre esprit peuvent être considérés comme reflets de l’ordreuniversel. Il est proposé que la réalité virtuelle transmet aux organismesqu’elle actualise la capacité de comprendre l’ordre cosmique. C’est ainsi quenos caractères ne sont pas les propriétés de nos gènes, mais de la logique del’univers. Les gènes ne sont pas les créateurs, mais les messagers de nossystèmes.

3.4. La Sélection Quantique

Puisqu’unemolécule d’ADN peut choisir parmi un grand nombre d’états virtuels, une sélectionestfaite dans une mutation.

Pendantune mutation, des différences en probabilités de transition peuvent favoriserla sélection de quelques états en comparaison avec d’autres. Ce processusreprésente une forme de sélection, mais ce n’est pas la sélection naturelle :c’est une sélection quantique. Nous neconnaissons pas les états quantiques qui interviennent au niveau des mutations,mais ces considérations sont néanmoins importantes, parce qu’ils montrent quela sélection naturelle n’est pas seule. LaSélection naturelle doit coopérer avec la Sélection quantique pour conduirel’évolution biologique.

LaSélection Quantique décrit un vrai effet quantique : le hasard classique peutmener n’importe où. Le hasard quantique ne peut mener que d’un état bien définià un autre état bien défini et non à un point arbitraire entre deux états. Parexemple (fig.2) un atome d’hydrogène peut faire une transition d’un état-1s(distribution sphérique de probabilité), à un état-2p (distribution deprobabilité à peu près bisphérique), ou à un état- 3d (distribution deprobabilité à peu près tétrasphérique). Mais une transition n’est pas possibleà un état dont la distribution de probabilité est cubique, parce qu’un tel étatn’existe pas.

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Fig.2.Etats atomiques d’hydrogène.

Demême, il se peut que l’évolution a mené des poissons aux amphibiens, auxmammifères, et finalement aux hommes. Mais l’évolution biologique n’a pas pumener des poissons aux griffons et finalement aux êtres humains ailés, parceque les états cosmiques virtuels n’existent pas pour ces bêtes mythiques.

Lorsqueles mutations sont considérées comme transitions parmi des états quantiques, ils’ensuit que le centre des activités évolutives se déplace du niveau matérielau niveau des entités quantiques, dont l’attribut de conscience nous oblige àpenser que la réalité quantique n’est pas seulement la source des principesphysiques nécessaires pour la construction de nos corps, mais aussi la sourcedes principes liés à notre esprit.

Toutcomme la physique de Newton, la biologie de Darwin s’applique à la surfacemécanique des choses. Pour une vue approfondie de l’évolution, l’hypothèse deDarwin demande à être complétée par les propriétés quantiques des systèmesmatériels.

3.5. Évidence de la nécessité d’une perspective quantique del’évolution.

Al’opposé de la perspective quantique de l’évolution, il est souvent affirmé queles biomolécules sont trop grandes pour être considérées comme systèmes quantiqueset qu’il suffit complètement de les traiter comme objets newtoniens. Aucontraire, beaucoup d’expériences montrent que cette thèse n’est pasacceptable.

Parexemple, des calculs par les méthodes de la chimie quantique ont prédit desdétails de structures moléculaires des peptides et des protéines, qui ensuitefurent complètement vérifiés par des études cristallographiques des protéines. (X. Jiang, M. Cao, B.Teppen, S. Q. Newton and L. Schäfer, Predictions ofProtein Backbone Structural Parameters from First Principles, J. Phys. Chem.,99 (1995) 10521; L. Schäfer, C. Van Alsenoy and J. N. Scarsdale, Ab InitioStudies of Molecular Structures and Conformational Analysis of the DipeptideN-acetyl-N’-methyl glycyl amide and the Significance of Local Geometries forPeptide Structures, J. Chem. Phys., 76, (1982) 1439; C. Van Alsenoy, C.-H. Yu,A. Peeters, J. M. L. Martin and L. Schäfer, Ab Initio Geometry Determination ofProteins. I.Crambin.” J. Phys. Chem. A.102 (1998) 2246-2251.)

Ces aspects de structure moléculaire ne sont pas obtenus par desméthodes basées sur la physique classique de modélisation, et ils représententun effet nettement quantique et empirique dans une propriété importante desprotéines.

Aucours des mutations, il est toujours nécessaire de dissocier et de former desliaisons chimiques. De tels processus sont toujours des processus quantiques etne peuvent pas être expliqués sans les concepts de la chimie quantique.

Darwinpostula que la « nature ne fait pas de sauts ». Bienau contraire, la nature ne fait rien que des sauts, c’est-à-dire,des sauts quantiques. Il semble que la progression del’évolution n’est pas exempte de cette loi, car la succession des niveauxémergents ne se fait pas toujours graduellement.

Gouldet Eldredge ont développé la théorie de l’équilibreponctuée («punctuated equilibrium », N. Eldredge et S. J. Gould, 1972. en “Models ofPalaeobiology” (T. J. M. Schopf, ed.) p.82 –115, Freeman, Cooper, SanFrancisco; et J. S. Gould and N. Eldredge, 1993. Punctuated Equilibrium comesof age. Nature, vol. 366, 223-227.) pour expliquer les observationsgéologiques qui révèlent « l’émergence géologiquement instantanée, et lastabilité qui s’ensuit, (souvent pendant des millions d’années) de‘morpho-espèces’ paléontologiques. » Un tel processus – le changement spontanéd’un système à partir d’un équilibre stable et durable vers un nouvel état –porte toutes les marques d’un processus quantique. En effet, des situationsanalogiques se trouvent facilement parmi les systèmes quantiques.

Parexemple, dans de nombreuses molécules on trouve qu’un état d’une énergie élevéeest croisé par un deuxième état dans lequel la molécule se dissocie. Desmolécules excitées à un niveau près du point d’intersection des deux états,peuvent faire une transition de l’un état à l’autre, où elles forment desespèces chimiques différentes.

Parexemple, quand l’iodure de sodium, NaI, est excité par un rayon laser à sonétat NaI(0+), une séquence temporelle de distribution radiale ensuite, quicorrespond à un mouvement cyclique entre ~200 pm et ~1200 pm (où pm =picomètre, soit un millième de milliardième de mètre). A une distanceinteratomique de ~720 pm l’état NaI(0+) est croisé par un autre état. Chaquefois quand le système dans son mouvement cyclique passe par le pointd’intersection, on observe une bifurcation de la population moléculaire,correspondant à une transition spontanée d’une part de la population vers ledeuxième état, où se forment des espèces chimiques différentes. La durée d’uncycle est ~800 fs (où fs = femtoseconde, soit un millionième d’un milliardièmede seconde) ; la bifurcation de la population se passe en quelques fs. Dans lafigure 3, trois événements de bifurcation sont montrés à ~400, ~1200 et ~2000fs.

L’aspectimportant dans le contexte des équilibres ponctués de l’évolution biologique :ce processus décrit une situation dans laquelle de longues périodes de stase,c’est-à-dire la résidence d’une population de molécules dans le même état, sontinterrompues par comparativement courtes périodes de changement spontané,pendant lesquelles une partie de la population moléculaire fait une transitionvers un autre état et d’autres espèces chimiques.


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Figure3. La prédissociation de NaI. (Exemple
tiré des modélisations de J. D. Ewbank,L. Schäfer et A. A. Ischenko, J. Mol. Struct. 321 (1994)265-278.)

L’analogieavec la bifurcation des lignées verticales dans les processus de l’évolutionbiologique décrits en tant qu’équilibres ponctués est frappante. Cet exempleest naturellement très simple et des processus beaucoup plus compliqués doiventêtre considérés pour les processus génétiques. Néanmoins, il est suggéré que lephénomène de l’équilibre ponctué dans l’évolution biologique est indicatif deprocessus quantiques et de la participation d’entités quantiques dansl’évolution qui effectuent des transitions spontanées vers des états virtuels,d’où un nouvel ordre complexe émerge.

4. Conclusions

Ladécouverte de la Réalité quantique est de la plus grande importance pour notreregard de l’évolution biologique et de la nature de l’homme. Si l’universn’était rien que ce que les matérialistes et mécanistes ont toujours soutenu,c’est-à-dire une machine dénuée de tout esprit et remplie de rien que departicules matérielles solides, il est vraisemblable que l’Homme n’aurait pasapparu sur la scène.

Sila nature de la Réalité est celle d’un Tout, il est vraisemblable que nousfaisons partie de ce Tout et que nous participons dans ses processus. Si lanature de la Réalité est celle d’une Conscience, il est vraisemblable qu’ellecherche la connexion avec notre conscience.