Les lois de la thermodynamique

 

Extrait de "L'ordre et la Perfection" (J. Urban, 2007 - Chapitre 5, Les lois de la thermodynamique, p.235 à 239).

La thermodynamique est la partie de la physique qui étudie les lois générales qui régissent les échanges entre l'énergie calorifique et les autres formes d'énergies ainsi que les processus de changement d'état des corps en fonction de la température. Ces lois reposent principalement sur deux principes.

5.1. La loi naturelle (texte intégral)

Le premier principe de thermodynamique est essentiellement d'ordre quantitatif : c'est le principe d'équivalence ou de conservation de l'énergie. Dans un système clos, il n'y a ni production ni disparition d'énergie mais uniquement la transformation d'une forme d'énergie en une autre. Donc l'énergie d'un système reste constante.

Le deuxième principe est quant à lui d'ordre qualitatif : c'est le principe de dégradation de l'énergie. Toujours dans un système clos, l'énergie se transforme en des formes de plus en plus dégradées qui à terme ne permettent plus d'assurer un travail mécanique. En règle générale la transformation est irréversible et atteint un équilibre définitif ; plus aucun travail n'est possible puisqu'il n'y a pas de différence de potentiel d'un corps à l'autre.

Exemple : la mise en contact d'une eau chaude (c'est à dire dont les molécules sont rapides) et d'une eau froide (à l'opposé, dont les molécules sont lentes) : l'eau chaude provoquera un courant (un travail mécanique) en se déplaçant vers l'eau froide (le déplacement est toujours du chaud vers le froid). Il n'y aura plus de courant lorsque les deux masses d'eau seront à la même température ; l'équilibre définitif sera alors atteint et restera invariable sans apport d'énergie extérieure puisque par définition nous avons dit que le système est clos.

Exemple d'une cascade : l'eau tombe dans un lac à cause de la loi de la pesanteur et parce qu'il y a une différence de potentiel entre le haut de la cascade et le lac qui est en bas, donc ici la différence d'altitude. En tombant, l'eau produit une force liée à son poids et à sa vitesse de chute qui peut être transformée en travail (par exemple faire tourner une turbine électrique) ; mais une fois arrivée dans le lac, l'équilibre d'altitude est atteint et les eaux sont stables irréversiblement. Il faudrait une force extérieure au système pour remonter l'eau et recommencer le cycle mais cette force demandera plus d'énergie que celle réellement mesurée parce qu'en tombant, une partie de l'énergie est perdue en frottements. Cela est vrai quelque soit le système considéré, qu'il soit physique ou biologique. Il est devenu inerte.

La vie sur terre subit aussi cette deuxième loi car toutes les cellules utilisent de l'énergie pour leur métabolisme c'est à dire pour l'ensemble des transformations qui leur permettent de croître, de se diviser et de produire le travail pour lequel elles sont programmées. Les écosystèmes sont des ensembles d'organismes associés dans des chaînes de transfert d'énergie puisque chacun est un maillon qui prélève sa nourriture sur le maillon précédent. A chaque étape l'efficience (le rendement) de l'énergie est de plus en plus faible ; par d'autres termes, plus il y a de transformations d'énergie et plus il y a de pertes ou, plus on s'éloigne de la transformation de l'énergie solaire par les plantes et moins il reste de l'énergie du départ. Le passage des plantes aux herbivores perd de l'énergie et des herbivores au carnivores encore plus : imaginez la quantité de végétaux que doit produire la terre au travers de l'énergie solaire pour permettre à un groupe d'herbivores de subsister dans le seul but de permettre à un unique carnivore de se nourrir à son tour pendant toute sa vie ! Comme on le constate, la vie sur terre est un immense système clos, davantage transformateur que créateur d'énergie, même si apparemment, on croit observer des nouveautés qui ne sont que le résultat de la variabilité des espèces et des conditions physico-chimiques de la planète : il faut regarder le système dans son ensemble !

L'entropie est cette énergie irrécupérable et donc inutilisable pour le système. Elle mesure la dégradation de l'énergie d'un système, son état de désordre dû au caractère aléatoire du système ; tout processus produit un accroissement de l'entropie jusqu'à atteindre l'équilibre ultime : c'est la valeur maximale de l'entropie. En fait, mesurer cet accroissement correspond à mesurer l'accroissement du désordre : toute chose est initialement séparée et ordonnée. Les interactions occasionnent un mélange désordonné avant d'atteindre son équilibre définitif qui redevient alors ordonné mais dans une forme beaucoup plus simple que l'état de départ et ainsi de suite, jusqu'à l'équilibre définitif irréversible. A l'inverse l'accroissement de l'ordre correspond à une diminution de l'entropie. On parle alors d'entropie négative (ou neguentropie) parce qu'elle permet de s'opposer à l'entropie positive en la diminuant. L'entropie négative ne peut venir que de l'extérieur du système : la cellule brûle du sucre pour assurer son fonctionnement ; elle augmente donc l'entropie positive puisque le sucre est dégradé en une autre énergie en occasionnant des pertes aussi, l'apport de sucre devient une entropie négative qui va permettre à la cellule de reconstituer ses réserves et de continuer à vivre. Le sucre est fourni à la cellule par une voie extérieure à celle-ci.

Pour connaître le degré d'ordre d'un système il suffit de mesurer la quantité d'informations nécessaires pour le décrire car plus un système est ordonné et plus il est complexe et plus il est complexe et plus il faut de mots et de concepts pour le décrire. Reprenons les exemples des mouvements d'eau précédents : au départ nous devons décrire deux masses d'eau avec deux états différents alors qu'à l'arrivée il n'en reste plus qu'une. Les étoiles s'éteindront et c'est parce que le soleil se dégrade que la vie peut exister mais celle-ci cessera aussi, la loi de l'entropie rendant inexorablement les systèmes de plus en plus simples. Les évolutionnistes, à l'instar de Jacques Monod, utilisent des subterfuges pour contourner le principe d'entropie qui vient s'opposer au principe même de la théorie darwinienne :

"Le second principe, ne formulant qu'une prédiction statistique, n'exclut pas, bien entendu, qu'un système macroscopique quelconque ne puisse, dans un mouvement de très faible amplitude et pour une durée très courte, remonter la pente de l'entropie, c'est à dire en quelque sorte remonter le temps. Chez les êtres vivants, ce sont précisément ces seuls et fugitifs mouvements qui, captés et reproduits par le mécanisme réplicatif, ont été retenus par la sélection. En ce sens l'évolution sélective, fondée sur le choix des rares et précieux incidents que contient aussi, parmi une infinité d'autres, l'immense réservoir du hasard microscopique, constitue une sorte de machine à remonter le temps. … Cela vient, pour une part au moins, de l'extrême difficulté qu'il y a à concevoir l'inépuisable richesse de la source de hasard où puise la sélection." (Le hasard et la nécessité, pp 160-161).

Ici, il est question d'un mouvement de faible amplitude, de durée très courte, de fugitifs mouvements, de rares et précieux incidents et surtout de hasard élevé au rang de dieu. Mais ce texte est le plaidoyer pour la vérité biblique. Il reconnaît qu'on ne peut pas aller contre l'entropie et que les mouvements apparents d'évolution sont rares, fugitifs et de courte durée parce qu'en fait ils ne sont que le résultat de la dégradation de ce qui existait au commencement : la vie sur terre ne fait que s'appauvrir et non pas s'enrichir ! On comprend bien que, puisque le transformisme est mu par des mouvements d'une telle amplitude il lui faille des millions d'années pour obtenir un résultat ; pourtant cela est encore contraire à la loi d'entropie car pendant ce laps de temps considérable et en regard des évènements que demande le transformisme, l'entropie positive, continue allègrement son travail d'uniformisation. Regardez donc un peu tous les bouleversements qui ce sont passés sur terre simplement depuis l'époque historique !

"L'idée que l'homme résulte des innombrables erreurs de copie de l'ADN se produisant lors de la duplication moléculaire, malgré la séduction qu'elle exerce sur les esprits enclins au paradoxe, m'apparaît à la réflexion comme saugrenue, ce qui n'est pas grave, mais contraire à la réalité, ce qui la condamne… Ce serait par la désobéissance aux lois, par le désordre que se ferait le normal, le viable. De l'anarchie sortirait l'ordre !… Vraiment attribuer au dieu hasard la paternité du cerveau, de l'œil, de l'oreille interne… c'est faire preuve d'une fameuse dose de naïveté ou d'une confiance aveugle en une hypothèse, ce qui, d'ailleurs revient au même." (P.P. Grassé, un scientifique de renom dans : Toi ce petit dieu, pp 50-63 puis pp 138-139).

Alors les transformistes, face à ces contradictions, se réfugient derrière l'argument qui consiste à dire qu'individuellement, un organisme est un système ouvert. Cela tendrait à prouver une fois de plus que les créationnistes aussi appelés fondamentalistes, usent d'un acharnement injustifié quant à l'impossibilité de cette deuxième loi dans le cas du transformisme. La supercherie de l'argument est subtile et bon nombre se laisse séduire par l'assertion mais c'est à nouveau un exemple de manipulation intellectuelle. Les deux arguments (la terre est un système fermé et un organisme est un système ouvert) ne sont pas du tout contradictoires mais au contraire ils sont tous les deux vrais ; simplement, ils ne sont pas au même niveau hiérarchique. Dans le créationnisme on parle de l'entropie de la planète mais on lui oppose une entropie individuelle voire, dans le meilleur des cas, de population. C'est faire semblant d'oublier que malgré tout, l'énergie disparaît chaque fois que sa transformation a lieu chez les individus et que ce système ne peut pas générer une aussi grande diversité avec un si grand gaspillage : une population, considérée comme un système ouvert peut bien s'accroître mais ce sera au dépend d'une autre qui disparaîtra. Avant, deux populations différentes existaient, maintenant, il n'en reste plus qu'une ; donc, l'entropie a bien joué son rôle.

Avec la notion d'entropie, nous utilisons depuis le début les termes d'énergie et de vie et si on a coutume de définir la vie comme étant un ensemble de phénomènes qui animent la matière par le moyen d'une énergie, bien malin qui est en mesure de donner de ces deux concepts une définition exacte sans en décrire en fait leurs conséquences. Qu'est ce que la vie ? A quel moment dira-t-on que la matière est vivante ? Ou bien, est-ce que la vie est une propriété de la matière ? Si oui, comment la matière se reproduit-elle ? Bien entendu, à ce moment du discours, il n'est plus question de la Vie de Dieu que nous avons vu dans la première partie mais de la vie biologique. La vie n'a de sens que si elle est couplée avec la notion de mort car sans la mort il n'y a pas de notion de vie. Donc qu'est-ce que la mort et comment meurt la matière ? Mais si la vie nécessite de l'énergie pour exister, qu'est-ce que l'énergie et d'où vient-elle ? Comme on le voit, le discours du transformisme est confronté à des réalités préalables pour lesquelles il ne peut et ne pourra jamais fournir de réponses. Par d'autres mots, avancer des théories et affirmer qu'elles sont la vérité sans être en mesure de définir ce qui les alimente prouve leur faiblesse et leur incohérence.