Après la relativité et la mécanique quantique, le 20e siècle n'en avait pas fini de nous réserver des surprises dans le domaine de la physique. Surprise qui allait s'étendre également, cette fois-ci, à d'autres domaines : ce siècle prolifique a aussi donné naissance au chaos déterministe. 

Après les bouleversements de ces grandes sœurs relativiste et quantique, la pensée scientifique n'en était pas à une contradiction apparente près. Qu'y a-t-il de moins déterministe que le chaos? En dépit de ce qui nous apparaît être un non-sens, la réalité de notre monde allait, une fois de plus, prendre notre intuition en défaut. D'emblée il nous faut préciser que, si la naissance de cette percée a eu lieu au 20e siècle, sa gestation, elle, s'est produite au siècle précédent et c'est à Henri Pointcaré que nous la devons.

De fait, il a posé les fondements du chaos déterministe à la fin du XIXe siècle en découvrant que des lois déterministes (comme la gravitation) peuvent produire un comportement imprévisible. Poincaré étudiait un problème de mécanique céleste connu sous le nom de problème des trois corps à l'occasion d'un concours, en 1889. En tentant de démontrer la stabilité du système solaire, il a découvert une complexité imprévisible des trajectoires des corps célestes à interagir entre eux par la gravité quand ils sont au nombre de trois. Pointcaré avait, en fait, trouvé que la prédiction devient impossible à long terme, même sans hasard, si les conditions initiales ne sont pas connues avec une précision infinie. C'est ce qu'on a appelé depuis, la sensibilité aux conditions initiales. Ce précurseur, de ce que l'on appellera plus tard le chaos déterministe, était en avance sur son temps. Il faudra en effet attendre près de trois quarts de siècle pour que cette idée puisse prendre son envol au début des années 1960. Et c'est un météorologue, Edward Lorenz, qui est l'auteur de cette redécouverte. C'est d'ailleurs dans le domaine de la météorologie que la sensibilité aux conditions initiales du chaos déterministe est sans doute la plus connue du grand public.

L'histoire et les développements de cette théorie sont beaucoup trop riches pour en faire un résumé ici. Dans les décennies suivant sa redécouverte, des astronomes, des physiciens et des biologistes, entre autres, ont débusqué ses effets dans une foule de domaines. Les livres de James Gleick, "La Théorie du chaos : Vers une nouvelle science" et de Ian Stewart, "Dieu joue-t-il aux dés ? : Les nouvelles mathématiques du chaos" sont passionnants à lire. 

Je me limiterai ici à quelques remarques. Pointcaré avait découvert le côté chaotique de la gravitation. Beaucoup plus tard, on découvrit que la non-linéarité de ces phénomènes pouvait être liée encore plus simplement à la gravité et même de pouvoir la visualiser. Il s'agit de regarder simplement les oscillations d'un double pendule qui illustre parfaitement le chaos déterministe, où un mouvement imprévisible émerge de lois déterministes simples. Contrairement à un pendule simple, un double pendule (un pendule attaché à l'extrémité d'un autre pendule) présente une sensibilité extrême aux conditions initiales. Très vite, deux de ces pendules, côte à côte, commençant à osciller simultanément, dans les conditions les plus semblables possibles, se désynchroniseront. 

Sachant qu'une telle imprévisibilité émerge d'un système aussi simple, on ne se surprendra pas de retrouver ce type de phénomène dans le monde du vivant. De fait, la biologie regorge d'exemples à différentes échelles de la manifestation du chaos déterministe. De l'évolution des épidémies à celle des espèces, du fonctionnement cérébral aux battements cardiaques et jusqu'à l'expression des gènes et le métabolisme observé au niveau de concentrations de certaines molécules (glucose, hormones, ions calcium ou potassium...) 

C'est l'occasion de revenir ici sur la réflexion déjà amorcée, via le principe d'équivalence, qui laisserait supposer que cette composante chaotique de la gravité pourrait être pour quelque chose dans les manifestations, elles aussi chaotiques, qu'on retrouve dans de multiples phénomènes biologiques, mais aussi météorologiques et d'autres encore que je n'ai pas abordés ici. Sera-t-il possible un jour de prouver un tel lien ou la pensée devra-t-elle suivre un autre cheminement? C'est ce que les futurs progrès de la science nous diront.