Du soleil à l'homme/Niveaux d'organisation

De Feynman à Friston, en passant par Laborit: minimiser l’entropie pour survivre

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J’ai lu quelque part que le grand physicien et prix Nobel Richard Feynman, sachant qu’il lui restait peu de temps à vivre, aurait dit qu’il donnerait cher juste pour avoir accès à un simple « textbook » de physique écrit.. dans quelques siècles. Sans doute pour voir où les connaissances générales sur l’univers en serait rendues, lui qui était d’une insatiable curiosité.

Cela m’a fait penser au sujet de la dernière séance du cours sur la cognition incarnée que j’ai donné à l’UQAM cet automne (et que j’ai présenté ici). Dans mon résumé de lundi dernier de cette séance dans le blogue du Cerveau à tous les niveaux, je présentais l’idée générale de la minimisation de l’énergie libre, ce principe popularisé par Karl Friston qui est à la base de notre compréhension du cerveau en tant que machine à faire des prédictions. Car il existe un filiation entre Feynman et Friston à travers ce concept d’énergie libre qu’il faudrait, explique Friston, constamment minimiser pour se maintenir en vie. C’est, grosso modo, la même chose que de dire qu’un être vivant doit maintenir sa structure pour pouvoir survivre dans un univers où l’entropie est inéluctablement croissante (où tout tend au désordre, pour le dire autrement).

Cette formulation nous ramène aussi tout droit à Laborit. Plus précisément au livre le plus « thermodynamique » qu’il a sans doute écrit, l’un de ses premiers également : Du soleil à l’Homme, publié en 1963. Sous-titré « L’organisation énergétique des êtres vivants » et dédié à Alfred Korzybski, ce livre contient des passages qui expliquent fort bien ce sur quoi des gens comme Friston tentent aujourd’hui d’élaborer des théories unifiées de la cognition et de l’action humaine (ce que Laborit avait déjà entrepris à son époque). En voici quelques extraits, tirés du début du premier chapitre :

« L’existence et le maintien grâce à un perpétuel turnover dans les espèces et dans l’individu vivant, de structures hautement différenciée, implique l’existence de régulations d’un type particulier entre ces structures et leur environnement. […]

En effet, chaque action spécifique d’une structure sub-moléculaire, moléculaire, mitochondriale, microsomale ou cytoplasmique, de même que chaque action spécifique d’une cellule, d’un tissu ou d’un système, d’un organe, a pour but le maintien à la fois de la structure de l’élément considéré vis-à-vis de son environnement immédiat, mais au « moyen » du maintien de la structure de l’organisme entier au sein de son propre environnement. […]

Un organisme nous apparaît donc constitué de structures fonctionnelles partielles concourant au fonctionnement global d’un ensemble. Chacune de ces structures se caractérise par une « action ». Une action, pour s’accomplir, a besoin d’un but. […]

Or, un caractère assez particulier à la matière vivante et que l’on constate à chacun de degrés d’organisation que nous venons d’énumérer est de paraître échapper au deuxième principe de la thermodynamique, à la tendance générale au nivellement. Il semble bien que l’on puisse considérer que le caractère essentiel d’un être vivant, à chaque échelle d’organisation de la matière qui le constitue, réside dans le maintien dynamique de sa structure différenciée au sein du milieu extérieur moins organisé. […]

Il semble donc que, si un principe pouvait être formulé en ce qui concerne les processus vivants, il pourrait être dénommé principe de la complexification autorégulée. »

Ces observations fondamentales de Laborit demeurent toujours à la base des théories générales sur la vie et la cognition que des gens comme Friston proposent aujourd’hui, à savoir, comme je l’écrivais lundi, que :

« Pour minimiser continuellement l’erreur de ses modèles prédictifs (pour réduire la « surprise », pour employer un autre terme spécialisé de cette discipline), le cerveau va avoir deux possibilités : soit modifier son modèle ou le changer carrément lorsqu’il ne correspond pas à la réalité (et cela correspond à tous les processus de plasticité dont on a déjà parlé ici); ou soit changer le monde pour qu’il corresponde davantage à notre modèle si l’on est par exemple convaincu qu’il est le bon (et cela va correspondre à une action sur ce monde, autrement dit à nos comportements). Cette deuxième option est aussi ce que Karl Friston, sans doute LA sommité dans le domaine, appelle l’inférence active (« active inference »).

On voit donc comment deux aspects fondamentaux des sciences cognitives se trouvent ainsi liés dans une logique de modèle prédictif voué à réduire l’écart entre « ce que nous pensons » et « comment va le monde ». Juste cela, quand on y pense bien, c’est assez éclairant et remarquablement englobant comme théorie cognitive générale, et comme théorie du vivant tout court, serait-on porté à ajouter. »

Si j’ai commencé ce billet avec l’anecdote sur le souhait de Feynman, c’est parce que je suis convaincu que Laborit aurait lui aussi donné cher pour voir aujourd’hui comment ces conceptions de la vie qui s’enracinent dans la thermodynamique et qu’il tentait déjà d’appliquer au début des années 1960 ont évolué et évolueront encore dans les décennies et les siècles à venir.

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