CHAPITRE 5
PARLONS PROBABILITÉS
Les endroits les plus exotiques et les plus fantaisistes ont été proposés pour situer l'origine de la vie : les nuages, le fond des mers et des bassins maritimes, l'intérieur des comètes et des planètes étrangères en orbite autour d'autres étoiles. Ces propositions spectaculaires ont fini par occulter le problème le plus fondamental : quels processus ont été mis en œuvre quand la vie est apparue ?
Les partisans de chaque localisation ont en général usé du même argument : leur site était le plus approprié à la mise en œuvre de la démonstration de Miller-Urey. On allait trouver là l'environnement réducteur adéquat, et les réactions y seraient comparables à ce qu'elles avaient été en laboratoire. Mais, même s'il en était ainsi, il n'y aurait rien de fait. Le fossé est immense entre ce qui sépare une mixture chimique où flottent quelques acides aminés et la complexité, le haut niveau d'organisation de la plus simple des cellules vivantes.
Les plus petits micro-organismes vivants sont certainement les mycoplasmes. Ce sont de minuscules bactéries qui ne mesurent qu'une fraction de la longueur de celle, plus typique, que nous avons pu découvrir lors de notre voyage en «asograc». Au niveau -6, où une bactérie comme l'E. coli a notre taille, un petit mycoplasme aurait à peu près la taille d'un ballon de basket. Et pourtant, ces créatures minuscules contiennent une membrane cellulaire, des ribosomes, l'ADN qui code pour les enzymes, et toutes les autres composantes complexes qui sont associées aujourd'hui à toute vie sur notre planète. Nous le verrons, les virus sont en général plus petits que les mycoplasmes, mais on ne peut pas les considérer vraiment comme des êtres vivants. Ils fonctionnent comme une partie de l'organisme, et non comme un organisme à part entière.
Si la vie provient d'un mélange chimique simple, alors nous voulons savoir quels pas ont été franchis pour passer de ce mélange au niveau supérieur d'organisation de la première cellule. La même question reste valable quel que soit l'endroit où ce mélange s'est formé, sur Terre ou ailleurs dans l'Univers. Nous avons vu que la duplication et la sélection naturelle sont des mécanismes suffisants pour que révolution d'un ancêtre commun puisse avoir eu lieu. Cependant, cette créature doit avoir été d'une complexité assez proche de celle de la bactérie. Malheureusement, nous sommes dans la plus grande incertitude lorsque nous nous demandons quel processus y a mené.
Tout au long de l'histoire, une supposition a dominé : celle que ce premier organisme se fût formé par hasard. Une mixture appropriée se serait modifiée elle-même au hasard, jusqu'à ce qu'une cellule vivante en surgisse. C'était là une pensée très largement répandue jusqu'à l'époque de Louis Pasteur, où l'on ne connaissait pas encore la complexité de la plus petite cellule. Ses expériences apportèrent une démonstration convaincante contre la génération spontanée de la bactérie. Et cependant, cette conception ne disparut que lentement. Des décennies après, au début du vingtième siècle, Henry Bastian continuait de travailler dans son laboratoire avec l'espoir que, sous l'effet d'une quantité de chaleur adéquate, toutes les créatures vivantes seraient tuées dans son bouillon de culture, mais qu'il garderait la capacité de donner naissance à une nouvelle vie. Dans un chapitre ultérieur, nous serons amenés à rencontrer Olga Lepeshinskaïa, qui reçut le prix Staline en 1950 pour ses travaux sur la génération spontanée des cellules. Mais ce ne sont là que des anomalies. La quasi-totalité des scientifiques croit aujourd'hui que les cellules vivantes ne peuvent pas en général être engendrées par des processus dus au hasard, à partir simplement de leurs composants chimiques.
Les créationnistes, à l'image d'autres groupes religieux, ne manquent pas de citer cette situation comme la preuve de l'existence de Dieu. On fait souvent cette analogie avec la découverte d'une montre au milieu d'une piste en plein désert. Imaginons que nous en trouvions une, en état de marche, et que, en examinant l'intérieur, nous découvrions l'extraordinaire enchevêtrement de rouages et de leviers qui permettent aux aiguilles de poursuivre doucement leur course. Nous ne pourrions certainement pas envisager la possibilité que ce mécanisme complexe se soit formé par hasard, par l'assemblage miraculeux de ses éléments constitutifs. Il est évident qu'elle ne peut avoir fonctionné qu'à la condition qu'un horloger ait procédé à l'assemblage correct. De la même façon, l'existence de la bactérie et de tous les autres êtres vivants, qui sont tous bien plus complexes qu'une montre, ne peut qu'être l'œuvre d'un créateur, puisque seul un esprit supérieur peut concevoir des créatures aussi bien adaptées à leur fonction.
Nous n'emprunterons pas cette route de traverse. Nous avons décidé de chercher la réponse au sein du royaume de la science. Si une montre est complexe, alors son créateur ne peut être que plus compliqué encore. Un être capable de bâtir un horloger serait certainement le plus compliqué du lot. En suivant ce type de raisonnement, loin de le simplifier, nous n'avons fait que rendre notre problème plus difficile encore, et nous ne pouvons plus le résoudre qu'en faisant intervenir des forces surnaturelles. Nous devons donc chercher une autre solution si nous voulons rester dans les limites de la science.
La métaphore de la montre a servi à nous familiariser avec le problème auquel nous sommes confrontés, mais elle ne fait que l'effleurer. Il ne suffirait pas de mettre toutes les pièces qui constituent l'appareillage d'une montre dans une boîte, de secouer vigoureusement le tout (à l'image de la génération spontanée de la vie), pour obtenir par hasard une montre. Car chacune de ces pièces a elle-même été fabriquée. La génération spontanée fait appel, pour aboutir à une cellule en état de marche, à l'assemblage de matériaux bruts puisés dans son environnement. Pour que notre métaphore s'approche davantage de cette théorie, il faudrait imaginer que nous avons placé dans la boîte magique des morceaux des différents minerais bruts qui entrent dans la composition de chaque pièce de la montre. Resterait à secouer... Il y aurait donc du fer, du silicium (pour le verre) et du calcaire (pour puiser le carbone nécessaire à la production du diamant qui l’enjolive !). Si ces minerais, bien secoués, se débrouillent pour arranger leurs atomes afin de former une montre, alors nous aurions reproduit assez fidèlement ce qu'est la génération spontanée.
Mais cet exercice ne rendrait pas encore compte très exactement de la situation véritable. Dans l'exemple que nous venons de prendre, nous sommes intervenus pour sélectionner les minerais, les placer ensemble dans la boîte, et nous les avons secoués pour les aider à entrer en relation les uns avec les autres. Pour que cette intervention n'ait pas lieu, il nous faudrait trouver un endroit dans le désert où ces minerais soient naturellement à proximité les uns des autres. Si les processus naturels que sont l’émission de lave, la chute de roches, le ruissellement des eaux et les tremblements de terre se mettent en branle pour extraire les minerais, les raffiner, les séparer, puis assembler ces parties pour en faire, au bout du compte, une montre en état de fonctionner, alors seulement nous aurions réussi à produire quelque chose d'analogue à la génération spontanée d'une bactérie.
Mais la bactérie diffère de manière radicale de la montre. Il existe une procédure qui permettrait de transformer le type de mélange utilisé par Miller-Urey en bactérie. Il suffirait d'y introduire une simple bactérie bien choisie et d'attendre. Au bout de quelques jours, un grand nombre de nouvelles bactéries y nageraient, créées à partir des substances contenues dans le mélange. Cette transformation a été récemment démontrée ; on a utilisé un matériau nommé tholin en guise de réserve de nourriture. Ce solide organique complexe, un produit de la décharge électrique dans certaines atmosphères réductrices, est apparenté au goudron qui s'est formé durant l'expérience de Miller-Urey.
Lorsque la nourriture chimique appropriée est fournie, des milliards de bactéries peuvent être produites en quelques jours, à partir de quelques-unes. Mais ce processus ne saurait avoir lieu si l'on n'a pas introduit la graine initiale. Le processus de la multiplication est cependant si prodigieux que certains scientifiques, qui rejettent la théorie de la génération spontanée en général, seraient tentés d'y faire appel au moins une fois dans l'histoire de la Terre : pour mettre la vie en route. Que cet événement ait eu lieu une fois, et tout le reste suivrait alors ; le problème de nos origines serait enfin résolu.
Le professeur George Wald est probablement le représentant le plus éloquent de ce point de vue. Biochimiste à Harvard, il fut lauréat du prix Nobel en 1967 pour ses études sur la chimie de la vision. Il est également connu pour ses interventions sur de nombreux sujets, parfois étrangers à son domaine principal de recherche, et en particulier sur l'origine de la vie. Ses commentaires sur la génération spontanée ont été publiés en 1954, dans un article de Scientific American ; depuis, ils ont été largement cités dans divers textes et anthologies. Je m'inscrirai dans cette tradition en le citant purement et simplement : «II nous suffit de contempler l'ampleur de la tâche pour concéder que la génération spontanée est impossible. Et cependant, nous sommes là, je le crois, comme résultats de la génération spontanée.»
Cette contradiction ne peut être résolue qu'en révisant notre conception de l'impossible. Le professeur Wald souligne que nous avons tendance à utiliser ce mot devant des événements qui, dans notre expérience quotidienne, sont très improbables. Cependant, si des essais répétés d'un événement pouvaient être faits pendant une très longue période, bien supérieure à la durée d'une existence humaine, alors leur probabilité, leur chance de survenir, s'améliorerait considérablement.
Nous pouvons essayer de voir combien d'essais il faut pour que survienne un événement improbable, en déposant dix pièces de monnaie dans une boîte. Si nous secouons cette boîte et que nous regardons sur quelle face elles sont tombées, la probabilité d'obtenir dix fois « face » est inférieure à une pour mille. Il y a peu de chance que cela se produise en une seule tentative. Mais, supposons que nous secouions mille fois la boîte, notre chance d'obtenir au moins une fois les dix côtés « face » serait alors de 63 %. Ce serait devenu un événement probable.
Wald souligne également que nous ne sommes pas familiers avec les grands nombres de tentatives. Qu'on nous accorde un nombre suffisant d'essais cependant, et des événements très improbables deviendraient possibles. J'aimerais en donner une autre illustration. La probabilité, dans une loterie nationale, doit être de dix millions pour une. S'il nous arrive de gagner, c'est que nous avons eu beaucoup de chance. Cependant, si nous pouvions acheter un billet par jour, et que nous soyons à même de poursuivre ainsi pendant 30 000 ans, il deviendrait probable que nous finissions par gagner. (Malheureusement, nos gains ne seraient certainement pas suffisants pour compenser nos mises successives !).
Dans le cas de l'origine de la vie, il nous suffirait de gagner une seule fois. Nous disposerions alors d'un milliard d'années et de la Terre entière pour mener à bien nos tentatives ; de cette façon, plusieurs pourraient être menées simultanément. Voyons ce qu'en dit le géologue R.F. Flint dans « The Earth and his History » : «Combien de fois dix mille tentatives de réaliser ces événements hasardeux ont pu prendre place en 3,3 milliards d'années ? Notre imagination s'affole à la pensée d'essayer de calculer un tel nombre. Lorsqu'on est familiarisé avec les statistiques, on ne peut, sous le prétexte que le temps manquerait, rejeter l'idée de combinaisons chimiques qui se seraient réalisées par hasard. Le temps nous est offert en abondance. »
Revenons à George Wald et à son article dans Scientific American pour trouver un autre exemple de ce point de vue : «Le temps est en réalité le héros de cette aventure. Celui dont nous avons à tenir compte est de l'ordre de deux milliards d'années. Ce que nous considérons comme impossible sur la base de l'expérience humaine n'a plus ici la moindre signification. Avec le temps, "l'impossible" devient possible, le possible probable, et le probable virtuellement certain. Il suffit d'attendre : le temps se charge d'accomplir les miracles.»
Ainsi, la haute improbabilité de la génération spontanée serait contredite par l'immensité de la surface de la Terre et du temps mis en jeu. Il serait difficile de trouver une argumentation plus éloquente de ce point de vue que celle du professeur Wald. Est-elle pour autant correcte ? Nous aimerions peser l'argument et mesurer les quantités mises en cause, plutôt que de nous laisser émerveiller. Pour commencer, nous devons refuser de laisser notre esprit s'affoler devant ces chiffres énormes. Le mathématicien Douglas Hofstadter a beaucoup écrit sur l'inaptitude des gens à affronter les très grands nombres, comme ceux des dépenses d'armement ou des périodes astronomiques. Il se demande si «nous souffrons vraiment de l'engourdissement des nombres. Ne passons-nous pas de nombres immenses à de plus immenses encore ?». Il appelle cette condition «anumérisme», qui serait l'équivalent mathématique de «analphabétisme».
Il nous sera impossible de tester les arguments du professeur Wald si nous souffrons de ce mal. Nous devons donc essayer de comparer de très grands nombres. Nous essaierons de connaître les risques d'insuccès d'une part, et de l'autre le nombre total de tentatives que nous pouvons faire. Si le nombre des tentatives est bien plus grand que celui des risques, nos espérances sont grandes ; si ce sont les risques qui sont les plus nombreux, alors nous avons peu de chances de réussir. Pour savoir dans laquelle de ces deux situations nous sommes lorsque nous abordons le problème de la génération spontanée, nous devons essayer d'estimer les deux quantités en jeu et les comparer.
Pour comparer de très grands nombres, notre langue commune n'est pas très bien armée. Un article récent de National Géographic décrivait ainsi l'énergie libérée par un quasar : «Considérons une très grosse implantation de centrale nucléaire, qui produirait 1 000 mégawatts d'électricité. Multiplions ces 1 000 mégawatts par 1 milliard de trillions. Multiplions encore le produit par 10 milliards.» Combien cela fait-il d'énergie ? Cela suffirait certainement à illuminer Paris pour un bout de temps. Mais on nous dit que cela fait plus que 1 trillion de trillions de trillions de mégawatts ? Il est clair que nous avons besoin d'un système mieux adapté pour le travail qui nous attend.
Les scientifiques évitent de couvrir des pages de zéros en utilisant un système qu'on appelle la notation exponentielle. Le nombre 10 est écrit avec un autre chiffre placé à sa droite, au-dessus de lui: 103 Ce nombre peut être converti en un autre, ordinaire, simplement en posant «1» et en y ajoutant le nombre de zéros indiqué par ce petit chiffre placé en haut à droite. Dans le cas de 103, nous pouvons donc traduire par « 1 000 ». Il n'est pas difficile d'écrire 1 000, mais ce système devient beaucoup plus rentable lorsqu'il s'agit de manipuler de très grands nombres.
Il est ainsi bien plus facile d'écrire 1018 que 1 000 000 000 000 000 000. Au premier coup d'œil, il n'est pas évident que ce nombre soit plus grand que 100 000 000 000 000 000, mais on peut dire du premier coup que 1018 est plus grand que 107.
En utilisant cette notation exponentielle, on peut enfin travailler sur des périodes de temps bien plus considérables que celles mises en jeu par révolution de la vie sur Terre. J'ai ainsi pu lire sans difficulté un article récent, qui faisait une projection sur l'histoire future possible de notre Univers, réalisée à partir de modèles « ouverts » : toutes les étoiles auront épuisé leur combustible et cesseront de briller dans à peu près 1014 années. Elles perdront toutes leurs planètes au terme de chocs avec d'autres étoiles dans 1017 années. Tous les protons se seront désintégrés dans 1032 années, et la matière telle que nous la connaissons aura alors cessé d'exister. Enfin, dans à peu près 10100 années, les trous noirs auront perdu toute leur masse par évaporation.
Un nouveau problème peut cependant se poser lorsqu'on se met à manipuler ces très grands nombres. En me penchant sur notre futur possible, je me suis surpris à penser que le temps dont auraient besoin les étoiles pour perdre leurs planètes n'était que de 20 % supérieur à celui nécessaire pour qu'elles soient à cours de carburant. J'avais en fait comparé dans mon esprit les exposants 17 et 14 comme s'il s'était agi de nombres ordinaires, plutôt que le nombre de zéros qu'il fallait placer après le « 1 ». En réalité, 1017 est mille fois plus grand que 1014. Si nous considérions l'histoire de l'Univers au moment où les planètes ont été perdues, alors les étoiles n'y brilleraient que pendant les premiers 0,1 % de cette histoire. Elles seraient demeurées éteintes pendant tout le reste du temps.
Je vais inventer une nouvelle machine, la tour des nombres, pour nous aider à affronter ces vastes dimensions. Comme l'«asograc», cette tour est logarithmique : à chaque niveau, les choses sont dix fois plus grandes qu'elles ne l'étaient à l'étage inférieur. Mais elle diffère de l'«asograc » : ce n'ecst pas un ascenseur, juste un escalier. Le mot « tour », je l'ai choisi pour sa résonance ancienne, et puis aussi parce qu'il rappelle la tour de Babel, avec laquelle on devait pouvoir atteindre le ciel. La tour des nombres, au contraire, de l'«asograc», s'élève vers des hauteurs infinies.
Grâce à cette nouvelle invention, nous allons pouvoir compter n'importe quel type d'objets. Mais commençons par quelque chose de parfaitement familier, notre monnaie, et en l'occurrence des pièces de un franc. En imagination, nous sommes entrés au rez-de-chaussée ; nous trouvons une salle dont le sol est couvert de ces pièces. On ne peut en voir la fin, puisque, à chaque fois que nous en prenons quelques-unes par terre, d'autres les remplacent : elles tombent par un petit trou percé dans le mur. Les seules choses que nous puissions voir dans cette pièce sont l'escalier, qui nous mène vers les étages supérieurs, et un comptoir avec son surveillant. Le comptoir est rempli d'objets qu'on peut se procurer pour des sommes allant de un à neuf francs. On pourra ainsi acheter deux cachets d'aspirine, ou quatre grappes de raisin, ou cinq cure-dents pour un franc ; ou encore, une sucette à la menthe pour six francs.
Si nous voulons acheter des choses plus coûteuses, il nous faudra grimper jusqu'à l'étage supérieur. Nous franchissons une volée de marches, et nous voici au premier étage. Là encore, un comptoir et son surveillant nous attendent. Les prix vont maintenant de dix à quatre-vingt-dix-neuf francs. Le surveillant préférerait être payé en pièces de dix francs. On ne trouve malheureusement plus de pièces sur le sol. Mais il est assez gentil pour nous changer nos pièces de un franc, ramassées à l'étage inférieur, à raison de dix pour une pièce de dix francs. L'essentiel de cette histoire ne serait pas altéré par le nombre de pièces qu'il est possible de transporter en une seule fois, mais pour la simplifier, supposons qu'une règle nous oblige à ne transporter que dix pièces à chaque voyage dans l'escalier. Pour acheter un magazine qui coûte trente francs, nous devrons donc monter trois fois le premier étage, en transportant à chaque fois dix pièces de un franc.
Le problème est que, plus nous montons dans l'édifice, plus il devient difficile d'acheter quoi que ce soit. Les billets de cent francs sont admis au deuxième étage. Mais, pour en avoir un, il faut maintenant monter dix fois du rez-de-chaussée au premier étage, afin d'obtenir dix pièces de dix francs. Il faut alors monter ces pièces du premier au deuxième étage pour avoir le fameux billet de cent francs. Si nous voulons acheter une bouteille de Champagne de trois cents francs, il nous faudra répéter l'opération deux fois encore. Si nous disposions d'un temps et d'une énergie illimités, nous pourrions monter toutes les pièces aux étages supérieurs et acheter une bicyclette au cinquième étage, une voiture au septième et une maison au huitième. En allant plus haut, nous aurions le budget global des États-Unis au treizième étage, et le produit national brut d'une nation au quatorzième. Il est probable que nous pourrions acquérir l'ensemble des biens disponibles sur Terre avec les pièces de un franc que nous aurions montées au dix-septième étage.
La construction logarithmique de notre tour nous dessert encore plus férocement si nous continuons à monter. Si nous désirons acheter une maison au huitième étage, et que nous avons transporté assez d'argent pour parvenir au septième, nous ne serions pas encore près de réussir, en dépit du fait que nous aurions franchi les sept huitièmes du trajet. Nous n'aurions alors que cent mille francs, alors qu'il nous en faudrait neuf cent mille autres pour racheter. Si nous avons commencé notre travail au rez-de-chaussée, il nous faudra alors le recommencer neuf fois.
Mais cette tour peut représenter des avantages pour bien autre chose que l'argent. Ainsi, les atomes conviendraient mieux à notre objet. Supposons que le rez-de-chaussée soit rempli d'atomes de toutes sortes, en nombre illimité. Si nous sélectionnions deux atomes d'hydrogène et un d'oxygène, nous pourrions les échanger au premier étage contre une molécule d'eau. Avec neuf atomes (deux de carbone, six d'hydrogène et un d'oxygène), nous pourrions acquérir une molécule d'alcool éthylique. Il n'est possible d'obtenir que des molécules organiques simples au rez-de-chaussée. Pour atteindre les composants de la vie, il nous faut monter dans les étages. Au premier (de dix à quatre-vingt-dix-neuf atomes), nous trouvons les acides aminés, les nucléotides et les sucres simples. La plupart des lipides sont au deuxième étage, tandis que les enzymes et les molécules d'ARN sont aux troisième et quatrième. Pour l'ADN et sa double hélice, chargé de construire les chromosomes d'une bactérie, il nous faut atteindre le huitième étage ; un ribosome ne demanderait pas beaucoup moins d'efforts ; il est au septième. Ce n'est qu'au onzième étage que nous aurions assez d'atomes pour construire la totalité d'une bactérie ; pour un homme, il faudrait monter jusqu'au vingt-septième étage. En poursuivant notre ascension, nous aurions la Terre au cinquante et unième étage, le Soleil au cinquante-septième, tandis que l'Univers serait en vente au soixante-dix-huitième étage (il doit être composé de 1078 atomes environ).
Nous sommes maintenant en mesure de manipuler les probabilités de génération spontanée d'une bactérie. Si nous décidons d'utiliser la tour des nombres pour «acquérir» des tentatives plutôt que des pièces de monnaie ou des atomes, nous pourrons ramener les chiffres devant lesquels «l'esprit s'affole» à leur juste niveau. Pour mener à bien notre expérience, nous déciderons volontairement de surestimer et de choisir les nombres les plus grands de tentatives faites au hasard, qui puissent avoir eu lieu sur notre jeune planète ; il serait d'ailleurs très difficile de déterminer leur nombre réel.
Nous devons, pour nous engager pleinement dans cette tâche, nous préoccuper de deux données :
Combien de temps dure chaque tentative et combien de tentatives peuvent avoir lieu simultanément. Dans les conditions les plus favorables, une colonie d'E. coli peut doubler de volume en vingt minutes. En d'autres termes, il faut environ vingt minutes à une bactérie pour assembler une copie exacte d'elle-même, à partir des matériaux chimiques simples qu'elle puise autour d'elle. Il est peu probable qu'une bactérie se constituerait plus vite au terme d'un processus dû au hasard. Supposons cependant qu'une bactérie plus simple que l'E. coli soit en jeu et qu'elle n'ait besoin que d'une minute pour y parvenir, ce sera donc la durée de chaque tentative. Si nous considérons le témoignage des fossiles et l'âge que l'on reconnaît généralement au système solaire, nous pouvons en déduire que nous disposons d'une durée maximale d'un milliard d'années (c'est-à-dire cinq fois 1014 minutes) pour que la vie prenne naissance.
Que dire de l'espace disponible à cette création ? L'estimation maximale nous amènerait à considérer que la Terre tout entière était recouverte d'un océan de dix kilomètres de profondeur : c'est le terrain disponible pour notre expérience. En outre, nous supposerons que cet espace est divisé en petits alvéoles d'un micron carré (c'est la taille d'une bactérie). Nous aurons ainsi cinq fois 1016 petits flacons à essais. Si une tentative est faite dans chaque flacon, à chaque minute, pendant un milliard d'années, nous disposons de deux fois et demie 1051 essais. Nous sommes alors au cinquante et unième étage de notre tour. C'est un nombre considérable ; nous sommes d'ailleurs quelques étages plus haut qu'il ne le faudrait réellement, mais nous persistons dans notre surévaluation pour poursuivre notre discussion. Mais ce nombre est-il cependant suffisant pour justifier n'importe quel événement ? Notre sceptique ne saurait l'accepter. Il est certain que bien des choses étranges surviendraient, si l'on disposait d'une telle quantité d'essais possibles. Mais d'autres ne se produiraient pas. Rappelons-nous lorsque nous tentions de faire retomber dix pièces sur la même face : nous ne parvenions pas à obtenir dix côtés « face » du premier coup ; il y avait contre nous une «cote» de mille contre un. Le résultat ne devenait probable que lorsque nous disposions de mille tenta tives. Nous pouvons adopter une règle grossière : un événement ne devient probable que lorsque le nombre d'essais possibles est du même ordre de grandeur (c'est-à-dire lorsqu'il nous amène au même étage de la tour) que les chances contraires lors d'un essai unique. Dans le cas de la génération spontanée d'une bactérie, si ces chances sont représentées par un nombre qui nous mène bien plus haut que le cinquante et unième étage, alors elle est très improbable, quel que soit par ailleurs le nombre des essais auxquels nous avons droit.
Il nous est impossible de calculer ce «pari» avec précision, mais les approximations suffisent largement à notre propos. De nombreux scientifiques ont tenté de faire ces calculs ; il nous suffira de n'en citer que deux. La première tentative a été menée par sir Fred Hoyle, dont nous aurons ultérieurement à étudier de plus près les idées. Lui et son collègue, N.C. Wickramasinghe, ont d'abord soutenu la génération spontanée, avant de changer radicalement de position. Pourquoi ce brusque revirement ? De toute évidence, parce qu'ils avaient entrepris de calculer la «cote». Plutôt que de se lancer dans des estimations portant sur la totalité d'une bactérie, ils n'ont pris en considération que son ensemble d'enzymes. Ils sont partis, non d'une mixture complexe, mais de l'ensemble des vingt acides aminés de forme L qui sont utilisés dans la fabrication d'une enzyme biologique. Si des acides aminés étaient choisis au hasard à partir de cet ensemble, à raison d'un à la fois, et s'ils étaient mis en ordre, quelle chance aurions-nous que ce processus donne naissance au produit réel d'une bactérie ? Pour une enzyme classique de deux cents acides aminés, on obtiendrait la «cote» en multipliant la probabilité pour chaque acide aminé, une pour vingt, deux cents fois. Le résultat, une pour 10120, nous envoie bien plus haut que le niveau où nous avons placé le nombre des essais possibles.
Mais les choses ne sont pourtant pas aussi désespérées. Ce qui compte, c'est la fonction de l'enzyme, plutôt que l'ordre exact des acides aminés. Un grand nombre de séquences d'acides aminés sont susceptibles de produire des enzymes dotées de leurs fonctions. En y réfléchissant, Hoyle et Wickramasinghe ont estimé que les chances d'obtenir une enzyme convenable par hasard n'étaient «que» de une contre 1020. Pour reproduire la bactérie, cependant, il faudrait assembler quelque deux mille enzymes différentes en ordre de marche. Les chances seraient alors de une contre 1020 que multiplie 2 000, ce qui représente une contre 1040000. Cela nous mène au quarante-millième étage de notre tour des nombres. Si nous nous souvenons que le nombre des tentatives possibles se situe au cinquante et unième étage de la même tour, nous comprenons aisément pourquoi Hoyle a changé d'avis. Il estime désormais que la probabilité d'un tel événement est du même ordre que celle de voir «une tornade balayant un entrepôt de ferrailleur et construisant un Boeing 747 à partir de ces matériaux».
Il faut dire que les choses sont pis encore. Il est probable que la Terre naissante n'offrait pas cet ensemble de vingt acides aminés de forme L. Une telle situation n'a même pas été approchée par les meilleures expériences de Miller-Urey. Cet ensemble de vingt acides aminés ne suffit d'ailleurs pas non plus à bâtir une bactérie. Une estimation plus réaliste a été calculée par Harold Morowitz, un physicien de l'université de Yale. Voici le cas pour lequel il a cherché à déterminer la «cote» : supposons que nous soyons capables de chauffer une fournée de bactéries dans un container scellé, jusqu'à une température de plusieurs milliers de degrés, de façon que toutes les liaisons chimiques soient rompues (la même expérience pourrait être faite dans notre broyeur d'atomes). Puis, nous refroidirions lentement le mélange, afin de permettre aux atomes de nouer de nouveaux liens, jusqu'à ce que l'ensemble ait retrouvé un état d'équilibre. Dans cet état, les substances chimiques les plus stables, c'est-à-dire celles qui disposent d'une moindre énergie, domineraient le mélange ; tandis que celles qui disposent de plus d'énergie n'y seraient que dans des proportions moindres, conformément aux lois de la statistique. Morowitz pose alors le problème suivant : quelle fraction du produit obtenu serait constituée de bactéries vivantes ? En d'autres termes, si l'on a utilisé une seule bactérie pour lancer l'expérience (en s'assurant que nous avons bien les atomes nécessaires, et en nombre suffisant), quelles seraient nos chances d'obtenir une bactérie vivante au terme de l'expérience ?
Les résultats obtenus par Morowitz laissent loin derrière eux ceux de Hoyle : une chance contre 10100000000000 Nous sommes alors au cent-milliardième étage de notre tour ! Ce nombre est d'ailleurs si énorme que, si nous voulions l'écrire de manière conventionnelle, il nous faudrait des centaines de milliers de cahiers vierges. Nous noterions «1» sur la première page du premier cahier, nous la remplirions de zéros, de même que toutes les autres pages. Si, par une méthode d'ailleurs inimaginable, nous parvenions à faire suffisamment de tentatives pour monter jusqu'à l'étage marqué « 99 999 960 000 », nous serions seulement parvenus à la «cote» annoncée par Hoyle.
Le sceptique a bien envie de réécrire la conclusion du professeur Wald : «L'improbable est en réalité le méchant de ce drame.» L'improbabilité de voir une bactérie engendrée est telle, qu'elle réduit à néant toutes les considérations d'espace et de temps. Devant de telles «cotes», le temps qui nous sépare de l'évaporation de tous les trous noirs, l'espace de tout l'Univers, n'y changeraient rien. Si nous voulions attendre, nous n'attendrions rien d'autre qu'un miracle. Il existe bien une porte de sortie pour la théorie de la génération spontanée : pourquoi diable aurait-il fallu qu'elle soit probable ? Il suffit de hausser les épaules devant tous ces calculs de probabilités, et de nous dire (en nous en félicitant) que nous avons eu beaucoup de chance ! Après tout, les événements les plus improbables ne cessent-ils pas de se produire ? Nous disions plus haut que les chances de gagner à la loterie n'étaient que d'une contre dix millions. Nous avons même dit qu'il nous faudrait acheter un billet tous les jours pendant 30 000 ans pour voir notre chance de gagner devenir probable. Et pourtant, il arrive de loin en loin que nous lisions dans les journaux que cet événement a eu lieu. Le gagnant n'a en général pas 30 000 ans ! Il arrive même qu'il n'ait acheté qu' un seul billet. Il a eu de la chance, c'est tout.
Si je veux, d'ailleurs, je peux créer de toutes pièces un événement rare sur-le-champ. La machine à écrire qui est à côté de moi a quarante-cinq touches. Imaginons que je frappe au hasard pour écrire une ligne de soixante-douze caractères. Les chances d'obtenir précisément cette ligne-là (ou n'importe quelle autre ligne) sont inférieures à une contre 1083, ce qui nous amène au quatre-vingt-troisième étage de notre tour. C'est bien plus que le nombre des atomes de l'Univers. Et pourtant, je n'ai essayé qu'une seule fois ; et ma ligne est bien là ! Pourquoi n'attribuerait-on pas l'origine de la vie à un événement heureux bien qu'improbable ? Pourquoi poursuivre la rédaction de ce livre ? Si nous procédions ainsi, nous violerions les règles du jeu. Si nous voulons appliquer la méthode scientifique de manière conséquente, nous ne pourrons nous laisser aller aux explications improbables que lorsque nous aurons épuisé toutes celles qui sont possibles.
Supposons que j'aie vu quelqu'un traverser ma piscine en effleurant à peine de ses pieds la surface de l'eau. Quelle conclusion devrais-je en tirer ? Il existe une possibilité, très improbable, mais précise, pour que toutes les molécules d'eau, à un endroit donné de la piscine, au lieu de se disperser comme elles le font habituellement, se soient au contraire serrées à un moment précis. La zone de cette poussée vers le haut aurait exactement correspondu à celle des pieds de notre promeneur, et se serait déplacée en même temps que lui, le soutenant. En faisant quelques efforts, je pourrais certainement évaluer la probabilité d'un tel événement. J'ai tendance à croire qu'elle serait encore moins grande que celle de la génération spontanée d'une bactérie ; ma première réaction cependant, s'il m'était donné d'assister à pareil spectacle, ne serait pas de dire «Oh ! comme il a de la chance !». Je serais plutôt enclin à chercher où est le trucage, ou encore à essayer de me souvenir du nombre de bouteilles de vin que j'ai consommées la veille.
Bien des événements rapportés dans les religions et dans les mythes, et qui sont considérés comme des miracles, pourraient également être inclus dans le cadre général de la science au titre d'extrêmes improbabilités. Mais s'il nous arrivait de choisir cette explication au détriment d'une autre, plus probable et disponible à ce moment-là, alors nous déciderions du même coup de déserter le terrain de la science pour adopter une position religieuse. Un jour se présentera peut-être, où toutes les expériences chimiques raisonnables auront été menées pour découvrir l'origine de la vie sur terre, et où toutes auront échoué sans équivoque possible. Il se peut aussi que des preuves géologiques soient apportées pour montrer que la vie est apparue soudainement sur notre planète. Il se peut enfin que nous ayons exploré tout l'Univers sans trouver la moindre trace de vie nulle part ailleurs, ni même le moindre signe de processus menant à la vie. Dans ce cas, certains scientifiques pourraient se tourner vers la religion pour trouver une explication. D'autres, dont je ferais alors partie, choisiraient de tenter d'explorer les explications scientifiques les moins probables, dans l'espoir d'en trouver une qui soit moins improbable que les autres. Nous sommes bien loin d'une telle éventualité. Il existe d'ores et déjà plusieurs possibilités, qui n'ont rien de miraculeux, et nous les étudierons bientôt ici même. Mais auparavant, arrêtons-nous encore quelques instants pour observer une dernière manœuvre.
Il n'existe qu'un seul moyen de faire qu'un événement, quoique improbable, devienne probable. Il suffit de supposer que l'Univers puisse être infini. Le physicien Michael Hart l'a fait, et cela l'a amené à écrire : «Dans un univers infini, tout événement qui comporte une probabilité définie (si faible soit-elle) de survenir sur une planète quelconque finira inévitablement par se produire sur une planète quelconque.» Ainsi, tout finit par arriver quelque part. Notre planète est tout simplement celle où il est arrivé que la vie débute. Il est évident que cette théorie permet de conférer une légitimité à tout événement, quel qu'il soit. La Terre était peut-être un vaste fouillis de sub stances chimiques la nuit dernière. Et puis, soudain, par une modification due au hasard, nous, notre mémoire, nos biens et notre civilisation, nous avons été créés. Cet événement devait avoir lieu quelque part, dans l'univers infini. C'est là que cela s'est passé.
Cet argument ne tiendra pas si l'on apporte la preuve que l'Univers a des limites. Mais même si cette preuve n'était pas apportée, il souffre d'une autre tare : il ne sert à rien. Il ne peut être réfuté, et l'on ne peut rien en tirer. Il nous reste à avancer, et à chercher des explications plus satisfaisantes. Si nous repoussons l'idée que la vie ait pu être créée par la génération spontanée d'une bactérie ou de tout autre organisme d'une complexité comparable, il nous reste à supposer qu'une entité bien plus simple fut la première créature vivante. Nous sommes alors confrontés à une question formidable : quelle était la nature de cette entité ?