dimanche 7 septembre 2014

L'évolution est-elle démontrable expérimentalement ?



Ce tweet de Pierre Barthélémy m'amène à parler de la question de savoir si l'évolution est une théorie ou un fait, et si elle est expérimentalement démontrable. Il faisait référence à cet article : http://theweek.com/article/index/265653/why-you-should-stop-believing-in-evolution. Ma réponse initiale était que 
(1er tweet) 


(2e tweet) 

Ce qui m'a valu cette réponse


Je vous accorde que mon premier tweet était sans doute malhabile, car je ne me plaçais pas à la même échelle de temps. Le fait scientifique est facile à établir expérimentalement sur un temps court, plus délicat à l'échelle de l'histoire de la vie, comme j'essaye de le montrer ci-dessous.

L'évolution a-t-elle pu exister ? La réponse est oui, bien sûr. Comme le disait l'article il suffit de voir les variétés de fraises ou les races de chiens pour constater que les individus peuvent présenter des traits sélectionnables très différents. Et comme je le précisais dans d'autres tweets, on a pu constater l'évolution en laboratoire sur des bactéries par exemples (voir ici un billet sur l'expérience de Richard Lenski).

L'évolution est-elle un fait établi scientifiquement ? Là encore la réponse est évidemment oui. En dehors des exemples cités ci-dessus, le meilleur argument est dans l'ADN : il existe des gènes similaires chez tous les être vivants, et le code génétique est presque parfaitement conservé. Il est impossible d'imaginer une autre solution, sauf à supposer que Dieu manque singulièrement d'imagination.

Le fait de l'évolution est-il démontrable expérimentalement ? La réponse est oui à une petite échelle de temps, mais non à l'échelle de l'histoire de la vie. Il est impossible aujourd'hui de démontrer par l'expérience que les grands singes et l'homme ont un ancêtre commun ; il faudrait pour cela créer cet ancêtre en laboratoire et le regarder évoluer. Mais même cela donnerait très probablement un résultat différent de ce qu'on connait aujourd'hui. Donc je pense pouvoir maintenir que "le fait de l'évolution est indémontrable expérimentalement, contrairement à la plupart des faits scientifiques". L'exemple du "bleu" pris dans l'article ne me paraît pas adapté : en effet le bleu correspond à certaines longeurs d'onde qu'on peut définir au moins à peu près car les limites seront floues, et même si un tweet signale qu'au Japon, le vert des feux de circulation est dit "bleu". Un autre exemple serait le boson de Higgs : tant qu'on ne l'avait pas trouvé, il restait une théorie, certes très vraisemblable, mais une théorie quand même. L'évolution de la vie, j'y crois de A à Z (depuis l'apparition de la vie jusqu'au monde que nous connaissons aujourd'hui ; voir les billets 1, 2, 34, 5 et 6 par exemple) mais cela reste impossible à démontrer en laboratoire, ne serait-ce que l'apparition de la vie : nous avons de nombreux scénarios pour l'expliquer, on en trouvera certainement encore d'autres, mais il sera sans doute à jamais impossible de savoir lequel est le bon. 

Voilà ce que je voulais dire par "indémontrable expérimentalement". Libre à vous de me dire que je me trompe encore :-)



17 commentaires:

Scons Dut a dit…

Je l'ai déjà évoqué sur Twitter, mais je me suis dit que ça pourrait intéresser d'autres (éventuels) lecteurs.

Votre propos repose sur le fait que, pour vous (je crois), démonstration expérimentale se confond avec possibilité de reproduction d'une expérience.

Cependant, et même en physique, je ne crois pas que ce soit là le seul principe de démonstration scientifique.

Développer prendrait bcp de temps (ce domaine d'étude s'appelle l'épistémologie). Mais rapidement, la condition de reproductibilité est souvent liée à l'induction scientifique: j'observe une série de phénomènes corrélés (e.g. la durée entre le lever et le coucher du soleil est de l'ordre de la douzaine d'heures), et j'en induis une certaine régularité.

Maintenant toute expérience qui se propose de vérifier quelque chose, si elle réussit, ne prouve rien à proprement parler: comment une expérience singulière pourrait fonder une loi générale. Une expérience ne peut que réfuter (cf. Popper).

La reproductibilité d'une expérience ne peut que nous conforter dans notre conviction, et ne "démontre" rien: la reproductibilité n'est a priori jamais assurée.

Finalement, en restreignant la notion de "démonstration" à "démonstration expérimentale", i.e., "reproduction expérimentale", on risque bien de ne pas pouvoir démontrer grand chose.

Pour le boson de Higgs par exemple, on dit qu'on a prouvé son existence. Précisément, on a effectué des expériences dont les résultats sont compatibles avec la théorie du boson de Higgs. Qu'est-ce qui nous autorise à induire de là que la théorie de Higgs est démontrée (au sens précédent) ?

Voilà, ce sont des questions très intéressantes qui, pour être tranchées, nécessiteraient plus de temps encore. (Je crains de m'être un peu éparpiller d'ailleurs).

Quoiqu'il en soit, merci, c'était une chouette occasion de discuter :)

Entr'aperçu a dit…

Comme beaucoup sans doute, je suis plus convaincu par ces lignes de Barjavel dans "La faim du Tigre" que par les vertus du pur hasard : "Qui a conçu l'oreille ?
Il faut être singulièrement facile à contenter pour accepter de voir dans la simplicité harmonieuse de son aménagement général, le raffinement de ses détails, la diversité de son fonctionnement mécanique, acoustique, électrique, chimique, séreux, sanguin, conjonctif, osseux, musculaire, nerveux, liquide, solide, gazeux, et nous en oublions, et nous en ignorons, et dans la coordination immédiate et parfaite de cette multiple subtilité, le résultat chanceux de mutations hasardeuses.
Nous admettons volontiers le système de la sélection du mieux armé et du mieux adapté. L'animé qui avait une oreille a survécu à celui qui n'en avait pas. D'accord. Mais qui a donné son oreille à celui qui l'avait ?
Ce n'est pas si simple, dit-on. Il y a eu d'abord une cellule qui était vaguement sensible aux vibrations, puis...
D'accord.
Mais comment cette cellule vaguement sensible a-t-elle transformé cette vibration en une sensation auditive ? Comment s'est-elle adjoint d'autres cellules ? Comment se sont-elles fait pousser des cils sélectifs, se sont-elles enfermées dans le limaçon, le limaçon dans le labyrinthe ? Comment se sont-elles fait précéder d'un système amplificateur ? Comment ont-elles fait émerger et fleurir le pavillon ? Comment ? comment ? comment ? Qui a voulu ces perfectionnements successifs ?
Est-ce l'individu ?
Si c'était possible, tous les hommes se seraient depuis longtemps fait pousser des ailes et des yeux derrière la tête.
Est-ce l'espèce ? La matière vivante elle-même ?
Qui ?
L'oreille ne s'est pas faite par l'invraisemblable hasard de millions de mutations favorables.
L'oreille est un ensemble conçu, architecturé, organisé. Le hasard ne conçoit pas, n'ajuste pas, n'organise pas. Le hasard ne fait que de la bouillie.
Même si on tient compte du facteur temps, on ne peut pas accepter l'explication du hasard. Je connais l'argument du singe et de la machine à écrire : si on place un singe devant une machine à écrire et qu'il tape au hasard sur le clavier pendant l'éternité, comme il tapera une infinité de combinaisons de lettres, il finira par taper le texte de la Bible.
Je n'accepte pas cet argument. Il est faux. Il confond la quantité et la qualité. Le singe ne tapera pas la Bible, pas même La Cigale et la Fourmi. Il tapera pendant l'éternité un cafouillis lettriste, jusqu'à la fin des temps.
Vous pouvez lancer un dé pendant l'éternité, vous n'obtiendrez jamais une série de 1000 six. Or il faudrait une accumulation de mutations favorables autrement extraordinaire qu'une série de 1000 six pour fabriquer une oreille, ou une marguerite ou un petit chat.
Mais d'où viennent l'oreille et la marguerite ?"

Scons Dut a dit…

@Entr'aperçu

Je crois que vous vous méprenez sur la notion de hasard. Du moins, il est tout à fait possible d'envisager la théorie de l'évolution sans faire référence à au "mécanisme interne du hasard".

L'interprétation en termes de mutations aléatoires (au sens des probabilités) est venue après l'introduction de l'évolution darwinienne.

Ce que Darwin a élaboré repose sur les deux choses suivantes: (1) L'hérédité: une génération hérite de certains traits de la génération précédente, (2) La variabilité: une génération n'est pas tout à fait identique à la génération précédente, (3) La sélection: les plus adaptés survivent.

Ce que vous appelez hasard se réfère sans doute à la notion de variabilité. Il est tout à fait possible de considérer cette variabilité comme une donnée, et ne pas chercher à en expliciter le mécanisme, si tant est que cela soit possible. Par contre, refuser cette variabilité va à l'encontre d'un ensemble monumental d'indices qui n'infirment pas cette hypothèse.

Vous avez raison de douter de l'explication de cette variabilité en termes de mutations aléatoires, car il semble a priori invraisemblable que des changements aussi spectaculaires que l'émergence d'une oreille puisse s'obtenir par une série continue de modifications ponctuelles.

Cependant là encore, il faut peut être creuser plus encore ce que signifie l'aléatoire au sens des probabilités. Votre dernier paragraphe montre que vous vous trompez sur sa nature. Par exemple, Kolmogorov a montré (entre autres) que si on jette une pièce (non biaisée) infiniment souvent, et bien n'importe quelle séquence finie de pile et de face apparaîtra avec probabilité 1.

Il ne faut pas confondre petitesse de la probabilité et invraisemblance de l'événement. Par exemple, si vous lancez une sphère, pour chaque point de cette sphère, il y a une probabilité nulle que la sphère touche le sol exactement sur ce point. Pourtant, la sphère tombe effectivement sur de ses points.

Je crois donc que votre embarras pourrait s'éclaircir en approfondissant la notion de probabilité; notion qui n'est pas équivalente à celle d'aléatoire, et encore moins à celle de variabilité. La théorie de l'évolution ne suppose que la variabilité; chose qu'il n'est pas difficile d'accepter.

S.D.

Entr'aperçu a dit…

@Scons Dut : Je résume. Par sa démonstration mathématique, Kolmogorov a prouvé que dans un temps infini, si le nombre de mutations n'est pas infini, une oreille peut émerger. C'est ça ?

Admettons.

Mais aux dernières nouvelles, la vie n'aurait qu'environ 4 milliards d'années. Dans ce laps de temps, finalement assez bref par rapport à l'infini des mathématiciens, je continue de penser, avec Barjavel, qu'il n'est pas vraisemblable et pas même probable (donc scientifique) que la variabilité ait permis de partir de la soupe primitive pour arriver à nous. Surtout à vous.

Albert Barrois a dit…

Merci SD et Entr'aperçu pour vos commentaires. SD marque un point pour la démonstration expérimentale du boson de Higgs qui n'est en effet qu'une probabilité très importante.
Entr'aperçu : j'ai le vertige devant ce que l'évolution suppose comme série d'événements improbables pour en arriver à notre discussion, et qui ne l'aurait pas ? Et pourtant les lois de la nature ne laissent pas beaucoup de place à une autre interprétation. On est cependant libre de croire, dans ce cadre, à l'existence de Dieu, sans être ni créationniste (littéraliste ou pas), ni partisan du dessein intelligent mais cela est un autre débat !

Entr'aperçu a dit…

@ Albert Barrois

Je ne fais nulle mention d'une quelconque foi ou croyance dans ma petite contribution. Et c'est d'ailleurs l'outil mathématique (logique et probabilité) que j'invite à m'aider. Je me demande en effet si un mathématicien pourrait calculer la probabilité que les millions de "mutations favorables" nécessaires à l'émergence de notre oreille (par exemple) puissent se réaliser sur quelques centaines de millions d'années, voire un ou deux milliards d'années.

Scons Dut a dit…

@Entr'aperçu

Je n'ai pas d'autres ressources que de vous demander de croire en ma bonne intention. J'essaie très sincèrement d'expliquer la différence entre variabilité et probabilité.

La variabilité est un autre nom du changement, ou du devenir. Si vous admettez que la vie sur Terre au début n'est pas la même que celle d'aujourd'hui, vous admettez aussi que quelque chose a varié.

Maintenant, comment expliquer cette variabilité ? Certains affirment qu'il y a une série de mutations continues. (je ne suis pas de ceux-là, ma position est plus nuancée, je ne la développerai pas totalement ici pour des raisons de place).

Maintenant, mettons que nous voudrions réfuter l'affirmation de ces personnes. Ce que j'ai voulu dire précédemment (entre autres), est qu'il ne suffit pas de rétorquer l'extrême petitesse de probabilité de l'apparition, disons, d'une oreille ou autre. Car la faiblesse d'une probabilité n'a rien à voir avec la possibilité, et la réalisation d'un événement.

Je reprend l'exemple de la bille parfaitement lisse. Lancez cette bille, elle tombe et heurte le sol en un point x de sa surface. Maintenant calculez la probabilité qu'une bille lancée heurte le sol en exactement le point x; vous trouverez la valeur zéro. Cela quelque soit le point x considéré.

Un pseudo-raisonnement laisserait croire qu'il est impossible que la bille puisse heurter le sol.

Je cite cet exemple pour montrer les difficultés qu'il y a à raisonner avec les probabilités au sens strictes.

Et si vous cherchez vraiment la vérité, je vous invite à ne pas vous arrêter à la vague impression de Barjavel (aussi intéressant soit-il), et à poursuivre votre recherche sur, entre autres, les points que j'ai évoqués. Il s'agit surtout de bien comprendre les termes du problème (variabilité, probabilité, etc.) pour éviter les contre-sens.

Cordialement,
SD

Entr'aperçu a dit…

à Scons Dut :

Tout d'abord, permettez moi de vous remercier de vos efforts d'explication et ne vous faites pas de soucis car, d'une part, je suis sûr de votre bonne foi et d'autre part, je crois avoir compris vos explications entre probabilités et variabilité. Notez que je ne doute pas de cette dernière. D'ailleurs, comme dit à peu près, le père Molinié dans son Intro à la sagesse chrétienne : "le questionnement philosophique part du constat qu'il y a quelque chose et que ça change".

Je tenterai de répondre à la suite de votre dernière contribution un peu plus tard.

A très bientôt, si vous le voulez bien.











Albert Barrois a dit…

De mon coté je prends les choses par l'autre bout. Non pas chercher à démontrer que l'évolution est possible (y compris mathématiquement), mais se demander si on peut imaginer une autre solution que celle de l'évolution. À mon sens, c'est impossible ; l'évolution devient donc très probable, même si mathématiquement, la probabilité de chaque événement est quasi-nulle.

Entr'aperçu a dit…

@ Scons Dut, si vous êtes toujours là :

[mode apprenti mathématicien] Dans votre démonstration mathématique sur la sphère, j'imagine que le résultat étonnant vient du fait que le point n'ayant pas de dimensions, il y a une infinité de points sur la surface de la sphère. C'est ça ? Ce qui tendrait à montrer que les probabilités peuvent bugguer quand on intègre l'infini dans l'équation. Idem pour la tortue de Zénon. Faudrait demander à Bashô.
Vous noterez que justement, je ne me situe pas dans le domaine des idées, des spéculations "hors sol", mais qu'au contraire mon questionnement sur la vraisemblance de la théorie de l'évolution n'intègre que des données finies, des inconnues (par ex le nombre de variations nécessaires pour arriver à une oreille) réelles, basées sur le réel (une oreille existe et il n'en a pas toujours été ainsi).

@Albert Barrois : Moi aussi, à première vue, j'aurai tendance à croire à la (aux ?) théorie(s) de l'évolution. Mais cela ne m'empêche pas d'avoir envie de la confronter à mes petites intuitions de non spécialiste. Et pourquoi pas, si la possibilité existe, de tenter de trouver quelqu'un qui pourrait la prouver mathématiquement. Mais il est vrai que Scons Dut d'une façon et le père Molinié d'une autre façon m'ont convaincu que les démonstrations mathématiques ont leurs limites.

F. Carton a dit…

Je m’intéresse de très près à l’évolution, et je connaissais cette citation de Barjavel que je trouve très belle d’ailleurs. Pour ces raisons et beaucoup d'autres, étant en particulier ingénieur de conception en informatique, je ne peux adhérer à la théorie synthétique de l'évolution (darwinisme rénové suite à la découverte de l’ADN). De très grands scientifiques ont maintenant produit de puissantes réfutations de la théorie synthétique : Denton, Behe et de très nombreux et prestigieux paléontologues qui depuis le XIXe siècle ont bien vu que le gradualisme n’est pas corroboré par les faits. Ainsi la théorie synthétique peut expliquer la micro-évolution (variabilité des espèces) mais en aucun cas la création de nouvelles espèces. La réfutation est à mon avis faite, bien qu’elle reste un secret bien gardé, néanmoins peu proposent une théorie de remplacement.
Les deux nouvelles théories actuellement en lice sont évolutionnistes mais non darwiniennes :
- l’Intelligent Design qui implique l’intervention d’un designer au cours de l’évolution. C’est une théorie qui expliquerait l’irréductible complexité des mécanismes biochimiques, mais elle est peu scientifique car une sorte de magicien dont on ne cite pas le nom intervient en cours de route.
- Le « structuralisme », une nouvelle approche dont la synthèse est faite par J. Staune (Au delà de Darwin) et qui se base sur les découvertes de plusieurs scientifiques et prix Nobel . L’idée serait que de même que la matière est faite des propriétés des particules et des lois de la nature, la vie et l‘évolution seraient une conséquence fatale des propriétés de la matière, le hasard ne jouant qu’un rôle mineur dans la micro-évolution.
Au final, si on admet l’évolution mais que le hasard ne peut être son moteur, on aboutit forcément à l’intervention d’un créateur soit à l’origine soit en cours de route, ce dont les darwiniens ne veulent à aucun prix, puisque le darwinisme a un statut de religion matérialiste officielle et qu’il est enseigné et défendu comme tel au mépris des faits et de la rigueur scientifique.
Cordialement, F. Carton

Entr'aperçu a dit…

à F. Carton : Concernant l'origine de la matière, je suis d'accord avec vous pour penser qu'en effet, c'est soit l'un, soit l'autre. Soit, comme dit Alexandre Astier à la fin de son sketch "la physique quantique" (http://youtu.be/1qOyamPc-uI?t=14m06s): "Nous sommes les enfants des silences éternels des espaces infinis". Soit, il y a un créateur. La théorie matérialiste ne me paraît pas logique. La seconde me convainc davantage.

Concernant la variabilité, le gradualisme, l'évolution, je suis content d'apprendre que des scientifiques semblent corroborer ce qui chez moi n'est qu'intuition et si bien écrit par Barjavel.

Concernant le darwinisme, je m'étonne également que son statut de "religion matérialiste officielle" semble empêcher de pouvoir ne serait-ce que le discuter. Il est souvent postulé, asséné sans autre forme de procès. Il est souvent un acte de foi posé par ceux qui ne croit pas en avoir une.

F. Carton a dit…

Je crois que la synthèse la plus à jour sur les différentes théories du vivant est celle de Jean STAUNE (du créationisme qu'il réfute au structuralisme, en passant par l'évolution darwinienne et non darwinienne) dans "Au delà de Darwin".

Et il fait une excellente analyse des dogmes anti-scientifiques qui perdurent dans la Science dans "La Science en Otage". Sa thèse est que les fanatiques religieux (créationistes) sont aussi fanatiques que les matérialistes scientifiques (darwiniens).

Albert Barrois a dit…

@F Carton : n'ayant pas lu Staune je ne commenterai que ce que vous en dites. Il me paraît impossible de dire que le hasard ne joue pas de place dans l'évolution : les mutations arrivent au hasard, cela est 100% sûr ; la sélection, elle, n'est pas purement hasardeuse, mais ne peut avoir lieu qu'en fonction des mutations qui surviennent au hasard.

@F Carton & Entr'aperçu : si vous voulez savoir ce que disent de vrais spécialistes de l'évolution qui revendiquent aussi leur foi en un Dieu créateur, allez voir du coté de Martin Nowak (https://www.bigquestionsonline.com/content/how-might-cooperation-play-role-evolution) et Ken Miller (http://www.millerandlevine.com/km/evol/), vous ne serez pas déçus... Ces deux là sont des chercheurs qui parlent de leurs travaux et vous pouvez leur faire confiance. Je comprends qu'on puisse apprécier les efforts de Jean Staune qui sont tout à fait respectables, mais il faut aussi faire confiance aux spécialistes de chaque discipline...

Anonyme a dit…


Je me permets d'attirer votre attention sur un livre récent à connaitre du Père N'Guyen : "Stabilité des espèces, l'Enquête".

Travail interdisciplinaire de haute-volée qui aboutit à remettre en cause une origine simiesque de l'Homme.

Préface de Jacques Vauthier ( Paris VI) et de Pierre Perrier ( Académie des Sciences).

Albert Barrois a dit…

Merci pour votre commentaire. Un passage rapide sur le site consacré au livre (http://stabilitedesespeces.org) me laisse sur ma faim. La stabilité des espèces est un concept pratique et utile sur des temps d'observation assez courts (quelques dizaines ou centaines de milliers d'années) mais non vérifié sur un temps plus long. Je ne suis pas très convaincu parce que j'ai lu.

Yogi a dit…

Concernant "hasard et évolution" je voudrais souligner l'importance de la variabilité cumulative avec sélection à chaque étape avec une analogie assez grossière : supposons que je doive trouver une combinaison gagnante de 6 chiffres, chacun étant entre 1 et 50. Ca fait 50*50*50*50*50*50 combinaisons possibles donc environ 16 milliards. Si je dois trouver les 6 chiffres d'un coup, je n'ai qu'une chance sur 16 milliards.

Mais supposons que je ne peux chercher le 2e chiffre que quand j'ai trouvé le 1er, et chercher le 3e que quand j'ai trouvé le 2e, et ainsi de suite. Alors il me faut au MAXIMUM 50+50+50+50+50+50 soit 300 essais, et en moyenne la moitié soit 150 essais pour trouver la solution.

150 essais au lieu de 16 milliards, simplement parce que mes chiffres sont validés un par un au lieu d'être validés tous d'un coup.

C'est comme ça que marche l'évolution. Seuls ceux qui "survivent" au premier tirage parce qu'ils ont trouvé le bon numéro peuvent rejouer pour le numéro suivant. Les autres ont disparu. L'évolution essaie au maximum 300 combinaisons au lieu de 16 milliards.

En plus dans le cas de l'évolution il n'y a pas qu'une seule combinaison "gagnante", donc pour trouver une forme viable parmi 16 milliards il suffit de quelques dizaines d'essais. La clé de l'évolution ce n'est pas le hasard, c'est la sélection progressive.