"Le progrès de la science consiste à trouver aux apories fondatrices(*) des solutions temporaires dont des progrès postérieurs montreront bientôt le caractère illusoire... (René Thom, revue "Autrement" No102, novembre 88)
Les systèmes complexes sont des systèmes dont le nombre des paramètres de contrôle est immense, voire infini. La vision réductionniste préconisait jusqu'alors de casser la "boite noire" pour réduire cette complexité, ce qui n'est peut être pas la méthode la plus adéquate, surtout quand il s'agit de systèmes vivants ! (Quand bien même la méthode expérimentale de Claude Bernard, a dûment fait ses preuves...)
Des innovations mathématiques issues entre-temps de la logique formelle et de la cybernétique, ont enfanté les puissantes théories de l'information, capables de modéliser pareils systèmes complexes : modèles systémiques et auto-organisationnels, modèles auto-référentiels, et modèles catastrophistes...
(*) Apories : impasses, au sens de problèmes fondateurs de chaque grand ensemble disciplinaire de la science.
...C'est en améliorant notre compréhension de l'analogie qu'on aura le plus de chances de résorber ou de limiter ces apories fondatrices, et de parvenir ainsi à une meilleure intelligibilité du réel." ( René Thom, op. cit.)
Tout en précisant l'idée d'analogie la notion d'isomorphisme(1) induit le concept de modèle dans les sciences.
Un isomorphisme désigne l'identité de structure entre deux ensembles (algébriques, topologiques, etc.) entre lesquels il existe une correspondance biunivoque qui maintienne invariantes les relations caractérisant la structure.
Ainsi l'ADN (2) d'une seule cellule est-il isomorphe à un organisme complet...
En sciences humaines, le sens d'isomorphisme s'est affadi, car toute correspondance y est assimilée, parfois à tort....
Douglas Hofstadter (1980) réagira à cela en tentant de distinguer entre "isomorphisme prosaïque" et "isomorphisme recherché". Quand le premier n'est guère qu'une correspondance d'élément à élément c'est à dire une simple bijection, le second a ceci de plus qu'il assume une correspondance réciproque entre les relations internes qui unissent ces éléments, définissant ainsi une identité de structure entre deux ensembles.
Exemple math. :
Cantor a démontré, par l'existence d'un isomorphisme entre le sous-ensemble des
nombres réels compris entre 0 et 1 et l'ensemble de tous les nombres réels,
qu'il peut exister des parties d'un tout qui possèdent le même nombre
d' éléments et la même structure que le tout.
Autres exemples :
- En psychanalyse, concernant les bases psychiques de l'individu, l'hypothèse psychanalytique d'un fondement psychique universel de nature transpersonnelle, présent en chacun"(Voir C.G. Jung, "Des archétypes de l'inconscient collectif")...
- En psychologie sociale, l'isomorphisme entre institutions humaines ayant une histoire et une cohérence permet une approche diagnostique de n'importe quelle institution humaine ayant une histoire et une cohérence.
- En informatique : Le noyau Unix comme précablage de l'architecture réseau de l'Internet...
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(1) On appelle isomorphisme d'un ensemble E, muni d'une loi de composition interne T, vers un ensemble E', muni d'une loi de composition interne T', une correspondance f élément à élément biunivoque de E vers E' et qui fait également correspondre les lois de composition interne T et T'.
(2) Acide Desoxy-Ribo-Nucléique : la biologie moléculaire est née de la découverte (par Watson et Crick) de cette molécule support du code génétique (Lwolf, Monod et Jacob, 1972)
Les théories de l'auto-organisation se sont développées à partir du berceau que fut la cybernétique, en créant une sorte de champ métascientifique au carrefour de disciplines diverses et apparemment éloignées :
- la cybernétique (Norbert Wiener) ;
- la thermodynamique des processus irréversibles et des systèmes loin de l'équilibre (Ilia Prigogine) ;
- la biochimie et la biophysique (M. Eigen) ;
- la neurophysiologie (H. Maturana) ;
- l'immunologie (François Varela) ;
- l'intelligence artificielle (H. A. Simon, A. Newell) ;
- l'épistémologie naturelle et expérimentale (H. Von Foerster) ;
- les sciences de l'organisation, de la communication et de la complexité (C. Shannon, H. Haken, Henry Atlan, Isabelle Stengers, Edgard Morin, Jean-Louis Le Moigne, E. Jantsch, Paul Vendryes, Jean-Pierre Dupuy, Douglas Hofstadter, Abraham Moles, etc.) ...
Dès la théorie générale des systèmes (T.G.S.) de
Von Bertalanffy (1925,1947), la notion d'auto-organisation est présente.
En tant que capacité d'un système de croître vers plus d'organisation
et de complexité, celle-ci est liée à "l'ouverture" inhérente
à tout système vivant., c'est à dire à sa capacité
d'entretenir des échanges incessants de matière, d'énergie
et d'information avec son environnement, et à réguler de la façon
la plus adaptée, performante ou économique, son métabolisme.
Mais des "bruits" provoqués dans le système par les facteurs aléatoires de l'environnement viennent sans cesse menacer le maintient du fragile équilibre du vivant (ou homéostasie).
A partir du moment où le système est capable de réagir de telle sorte à ne pas disparaître ; mais encore à se modifier lui-même et d'intégrer ces bruits à sa propre organisation dans un sens qui lui assure sa survie, ils perdent un peu de leur caractère perturbateur de bruits (ils ne le gardent que d'un point de vue extérieur lorsqu' ils ne correspondent plus à aucun programme destiné à organiser le système).
Au contraire, d'un point de vue intérieur au système, ils sont facteurs d'auto-organisation. Aussi, pour Henry Atlan, ces "bruits" deviennent-ils, par le jeu de l'auto-organisation, des événements de l'histoire du système.
Tout ne peut être connu cependant des éléments et des relations qui constituent un système vivant : l'observateur est nécessairement extérieur au système. C'est la fameuse idée de "boite noire", de Shannon. L'observation extérieure permet de déduire le point de vue intérieur au système, de modéliser ce qui ce passe à dans la "boite noire" (en tenant compte du bruit éventuellement induit par la présence de l'observateur, et en contrôlant celui-ci _voir les dispositifs d'observation en éthologie animale).
Le phénomène d'auto-organisation est alors considéré comme un processus d'augmentation de complexité (à la fois structurale et fonctionnelle) résultant d'une suite de désorganisations provoquées par des perturbations aléatoires(*) du milieu, suivies chaque fois d'un rétablissement à l'équilibre, à un niveau de variété plus grande, comme si la perturbation, nouvelle information intégrée à un niveau de redondance plus faible, était devenue inhérente à la spécificité du système.
Exemple : le couple accommodation / assimilation en épistémologie génétique (J. Piaget)
(*) Paradoxe : Les facteurs extérieurs sont (et ne sont pas) aléatoires ; c'est la réaction du système lui-même qui fait que des événements sont considérés comme aléatoires (perturbants) ou au contraire deviennent partie prenante de l'organisation...
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