La course commence avec deux coureurs. Le premier court régulièrement, brûlant son carburant peu à peu et de façon prévisible. Le second apprend à courir plus vite en pleine course, et son carburant s'enflamme de plus en plus fort. Dans la chimie de la matière inanimée, cette course se joue entre une simple substance auto-reproductrice et une molécule qui se copie sur un modèle, comme le fait l'ADN.

La physique des systèmes hors d'équilibre l'affirme : une trajectoire est d'autant plus probable qu'elle dissipe davantage d'énergie sous forme de chaleur. Cette dissipation porte le nom de dissipation. Une substance simple, qui accélère sa propre formation, dépense son énergie de façon linéaire. Or une molécule copiante dotée d'adaptation s'accélère elle-même : sa vitesse croît avec le temps, et la dissipation d'énergie explose comme une double exponentielle. Au début, la molécule copiante est distancée, car il lui faut du temps pour prendre son rythme.

Le rapport des probabilités des deux trajectoires croît comme exp(exp(τ²)). Autrement dit, après le temps critique, la molécule copiante gagne la course avec une avance impossible à rattraper. La physique sélectionne elle-même l'hérédité : les trajectoires capables d'apprendre brûlent leur carburant plus vite que toutes les autres, et c'est donc elles qui se réalisent dans la nature.

Auparavant, on ne voyait pas pourquoi, parmi une multitude de chemins chimiques, la nature choisit ceux qui mènent à l'hérédité et à l'évolution. Désormais, c'est clair : les molécules copiantes adaptatives produisent une croissance sur-exponentielle de la dissipation, ce qui rend leurs trajectoires asymptotiquement dominantes en probabilité. L'astuce clé consiste à comparer deux classes de trajectoires dans le cadre de la théorie des grandes déviations, où le rapport des probabilités dépend de la différence des entropies totales.

Un tel critère se vérifie expérimentalement. Si, dans un réacteur à flux continu contenant des précurseurs chimiques, on mesure le dégagement de chaleur, alors le passage à un système en évolution se manifeste par une dérivée seconde positive du logarithme de la puissance de dissipation. C'est là un signe quantitatif que quelque chose de semblable à la vie est en train de naître dans le ballon.

La course ne s'achève pas sur une ligne d'arrivée, mais par une qualité nouvelle. Le coureur qui apprenait en pleine course n'est pas simplement arrivé premier : il a changé les règles de l'épreuve. Il en va de même en chimie : les trajectoires qui brûlent leur carburant plus vite que toutes les autres deviennent le fondement de l'hérédité. La physique ne contredit pas la biologie, elle lui donne le signal du départ.