Ayant entrepris des études de physique, j’ai été entraîné vers la biologie par le mouvement d’ensemble qui, au cours des dix dernières années, a rapproché ces deux disciplines. Ce mouvement de rapprochement, rendu possible par la revitalisation de la biologie moléculaire, laquelle avait été déclarée morte après l’élucidation du code génétique dans les années 60, n’aurait pas eu lieu sans un progrès spectaculaire des seules technologies. Le développement à échelle industrielle des techniques de séquençage de l’ADN a ouvert la porte à des hordes d’informaticiens chargés de traiter et analyser les données produites. Si l’on prend en compte le statut instrumental des informaticiens, la relation entre la physique et la biologie, bien que plus ancienne, est plus ambiguë. Cette relation se caractérise différemment dans les deux disciplines, la biologie a une relation utilitaire avec la physique, alors que, dans sa théorie dominante, la physique a l’ambition de constituer une vaste systématique tentant d’expliquer le vivant. A titre d’exemple non exhaustif, prenons le livre Qu´est ce que la vie? (1944) d´Erwin Schroedinger (un classique pour tout physicien), et le discours de Niels Bohr La Lumière et La Vie (1932). Le livre de Schroedinger est responsable de l’intérêt que le physicien Francis Crick a manifesté pour la biologie. Intérêt qui se concentre sur une métaphore comparant la structure des gènes à un “cristal apériodique”. Crick décida d’appliquer les techniques de la cristallographique et des rayons x à la découverte de la structure des gènes. Or, comme on le voit, l’apport de la physique dans ce cas est plutôt technique; à savoir, l’utilisation d’outils issus de la physique pour une application directe à la biologie. Une discipline en est le fruit, la biophysique. Niels Bohr de son côté essaye de cerner la vie à partir du principe de complémentarité (un concept crée par Bohr). Le principe de complémentarité est le suivant: bien que onde et particule soient des descriptions paradoxales d’un objet, la connaissance en est complémentaire. On peut avoir deux points de vue opposés, mais qui ensemble donnent une image complète de l’objet étudié. La Vie est un fait élémentaire car ses propriétés ne pourront être mesurées avec la précision nécessaire (i. e au niveau atomique) pour dévoiler ses “secrets”, sans par ailleurs la détruire. Selon lui, puisqu’on ne peut pas expliquer la vie par la mécanique, la vie et la mécanique sont complémentaires. Guère prometteur quant à la recherche de l’origine de la Vie, ou pour les fanatiques du réductionnisme! Il y eut tout de même des disciples pour poursuivre le travail de généralisation de la complémentarité (W.Elsasser, entre autres). En dépit des critiques qu’on peut adresser à Bohr, il souligne pourtant une des questions centrales posées par la biologie aux physiciens: Compte tenu de sa complexité comment la vie accepte-t-elle le déterminisme ? Cette question trouve partiellement une réponse dans les années 1970-80 avec le développement des théories des systèmes dynamiques et de phénomènes de transition loin de l’équilibre (voir: G. Nicolis, I. Prigogine Exploring Complexity).
La relation entre biologie et physique semble donc condamnée aux analogies et aux archétypes. La biologie serait-elle rétive à la théorie? La seule théorie qui connut une application fructueuse à la biologie est la théorie de l’évolution de Darwin, mais ce n’est pas une théorie physique. Il semblerait bien qu’en raison de sa complexité, la biologie se soit soustraite à la stigmatisation théorique, et que, seuls, les faits concrets expérimentaux construisent le savoir. Ceci malgré les propos du physicien W. Elsasser qui écrit en 1987 “Biology is destined to become the queen of sciences, whenever it is ready to restrain its preocupation with too many empirical details in favor of some holistic understanding.” (Reflection on a theory of organisms); ce à quoi un biologiste moléculaire ne manquerait pas de répondre “In biology, theory is cheap”.

Ce manque de compréhension holistique s’explique en partie par le manque d’outils et d’information suffisante propres à analyser en détail les systèmes biologiques. Ce n’est qu’aujourd’hui que la Biologie commence à quantifier les données à l’échelle moléculaire. Ces données ont déjà fait glisser l´analyse du déterminisme génétique (lequel fait si peur!) du gène aux réseaux de gènes et aux génomes. La nouvelle analogie mise en place, afin d’expliquer le fonctionnement de ces réseaux géniques, est le circuit électronique, si bien que sa terminologie s’installe (signal, bruit, information…).

Si je porte en ce moment un intérêt particulier à la relation historique entre la physique et la biologie, c’est que le physicien que je suis a besoin de faire un parcours historico-idéologique pour y voir clair dans ces matières. La question est de savoir et d’analyser si le rapprochement entre la physique et la biologie est temporaire, ou annonce la gestation d’une nouvelle discipline. Est ce que la génomique a produit l’information nécessaire de façon à comprendre l’organisation du vivant? La physique et la biologie en seront-elles changées ou tomberons-nous dans les analogies fortuites que j’ai partiellement énuméré plus haut ?
La complexité se trouvant à la frontière entre ces deux disciplines, une révision de ce concept – compte tenu de ce que complexe est distinct de compliqué – me semble un bon point de départ pour cette analyse. Mon projet est donc d'examiner les rapports entre physique et biologie quant à un devenir de ces disciplines qui ne serait ni dans un rapport analogique, surplombant, ou instrumental. Une véritable théorie biologique peut-elle voir le jour? C'est pourquoi il faudra revenir sur les théories disponibles telles celle de l'évolution et l’origine de la vie, interprétées à partir des théories de l’information.