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SYNTHESE

Philippe.Gascuel@wanadoo.fr

août 1996, juin 2003, septembre 2004

1) Introduction

Dans le texte de synthèse qui suit, le lecteur trouvera surtout des développements sur la mise à jour scientifique et philosophique du "saut qualitatif" de Hegel. On s'intéresse à la dynamique non-linéaire de ce type de sauts dans la nature (études inaugurées par Henri Poincaré, développées avec les ordinateurs). Cette dynamique comprend les sauts révolutionnaires dans les sociétés humaines (en prenant en compte le patrimoine matériel et culturel, qui est une donnée objective spécifiquement humaine). (1)

Ce texte reprend plusieurs textes de recherche édités au cours des dernières années sur le présent site Internet. Il les remplace. Il apporte une meilleure cohérence d'ensemble. Avec un ajout "strictement de philosophie catégorielle" au sens où Lucien Sève l'entend, sur "l'émergence comme catégorie" - et un changement dans ce que j'appelais "catégories" (MPT, MTP etc ...), que je rétrograde ici en "concepts nouveaux très généraux, scientifiques, à la limite inférieure du philosophique" (ils annoncent, supportent, accompagnent la catégorie d'émergence, laquelle les libère, éclaire ... ).

Mon petit système dynamique non-linéaire a été conçu, en fait, pour étudier les rapports entre l'objectif et le subjectif dans le domaine des processus physiques d'émergence.

Le domaine scientifique que j'explore, en gardant à l'esprit cette visée philosophique, inclut les processus de la vie, mais aussi plus largement les structures dissipatives non biologiques étudiées par Prigogine, les phénomènes sociaux (en prenant en compte le patrimoine culturel intériorisé), etc. : ce sont là des sous-domaines que mon petit système dynamique non-linéaire simule, avec une pertinence qu'il est nécessaire d'évaluer dans chaque cas.

L'hypothèse est qu'une nouvelle catégorie philosophique, encore non explicitée, est cachée là derrière. Les rapports entre objectif et subjectif, dans le domaine désigné ci-dessus, font problème. Ce sont eux, d'après moi, qui alimentent et poussent au paroxysme les conflits entre réductionnistes et globalistes (les vitalistes étant à l'affût pour exploiter les faiblesses des uns et des autres). Les rapports "objectif / subjectif" doivent être pris en compte au niveau le plus décisif de la théorie, c'est-à-dire ici au niveau des catégories philosophiques.

Il me semble que, si ces rapports étaient élucidés par le nécessaire travail sur les concepts et catégories philosophiques, les scientifiques y verraient plus clair dans certaines difficultés à la périphérie philosophique de leurs recherches, et qu'ils y gagneraient en efficacités de toutes sortes. Selon moi, Prigogine n'a pas traité correctement de la question (il n'est pas philosophe).

Je crois que mon petit système dynamique non-linéaire est plus efficace que celui de Belouzov-Zhabotinsky (par exemple) pour étudier la contradiction objectif-subjectif dans le domaine désigné. Il a été créé expressément pour cela. Il est vrai, en revanche, qu'il n'a pas encore été interprété par un système d'équations mathématiques, peut-être ne le sera-t-il jamais, peut-être même ne peut-il pas l'être. C'est un handicap évident pour en faire un instrument de recherche scientifique classique (c'est-à-dire passant par les mathématiques actuellement classiques). Personnellement, au point de départ de mes recherches, je m'en souviens, j'ai considéré les mathématiques existantes comme non décisives pour mon problème.

J'ai besoin cependant des scientifiques, j'ai besoin qu'ils se portent garants, vis-à-vis des philosophes, du fait suivant que j'affirme :

L'auto-organisation, l'auto-adaptation illustrées par le petit système dynamique non-linéaire de Philippe sont obtenues par des moyens honnêtes, c'est-à-dire qui ne remplacent pas l'émergence authentique, revendiquée, par un semblant d'émergence. La programmation, ici à l'origine de l'émergence, n'utilise que les moyens explicitement déclarés : des "agents" (programmation multi-agents), un "flux d'instructions éphémères de cohérence", une compétition entre agents pour l'accès au flux ...".

Par exemple, il n'y a pas d'émergence enregistrée, ni d'émergence programmée à partir d'un centre directeur caché, etc.

(Voir sur ce site Internet, notamment, le logiciel écrit indépendamment de moi par Maurice Engel, ou les mesures, automatiques en cours de fonctionnement, écrites par Dominique Gascuel - Le langage source de Maurice, qui ressemble quant à la stratégie au mien, est publié sur le site).

Dans des conditions d'honnêteté scientifique ainsi garanties, les philosophes pourront examiner sereinement s'ils sont intéressés ou non.

2) Croquis conceptuels scientifiques et philosophiques ...

Je me suis inspiré donc de mon petit système dynamique non-linéaire informatique, ou plutôt sans-doute de "l'intuition" ancienne qui a inspiré ce petit système dynamique non-linéaire, et j'en ai tiré des "croquis conceptuels scientifiques et philosophiques", c'est-à-dire des dessins rapides, vus chacun sous un angle particulier qui dépend des circonstances ambiantes, parmi lesquelles les discussions avec les autres participants du groupe de recherche pluridisciplinaire auquel j'appartiens, et mon propre parcours. Mes croquis peuvent être classés chronologiquement. Ils ne peuvent pas démontrer leur propre valeur, ils plaisent ou ils ne plaisent pas, après un minimum d'étude souhaitable pour se les approprier évidemment.

Je proposerai comme concepts scientifiques très généraux à la limite inférieure du philosophique : "le PXNC", "les deux matières contradictoires du vivant", "la matière contradictoire avec elle-même du vivant". Et enfin, comme catégorie philosophique, l'émergence elle-même (au sens de concept très général qui inclut explicitement le rapport objectif / subjectif, c'est-à-dire au sens de Lucien Sève).

Ces élaborations montrent un terrain de jeu possible pour l'invention conceptuelle scientifique et philosophique, une invention qui semble nécessaire après les progrès si nouveaux de la connaissance dans le domaine étudié par notre groupe de recherche.

Je ne pense nullement que le travail conceptuel que je propose est terminé, surtout pas concernant la catégorie philosophique "d'émergence" : une vraie catégorie nouvelle ne peut sûrement pas naître très facilement. C'est pourquoi je ne cache pas mes pas, voire mes faux-pas.

3) Exposé général : le PXNC, un terme pour désigner un domaine de connaissances, d'études, d'interventions possibles du chercheur scientifique (8/1996)

3.1) Introduction

On a longtemps considéré, en généralisant le second principe de Carnot, que la nature allait spontanément, partout et toujours, vers le désordre. Aujourd'hui, plusieurs auteurs ont montré que la nature va aussi vers des structures relativement stables en termes de forme et d'utilisation de l'énergie, et plus spécifiquement vers des structures très efficaces en termes de dégradation d'énergie. Les êtres humains en sont un cas probant.

On discute ici d'un concept général, dit "Procédé X de la Nature Créatrice" (PXNC), qui rendrait compte des conditions d'apparition de ces structures. Dans un premier temps, des exemples sont présentés pour introduire de façon simple ce concept. Trois exemples sont développés :

(1) les structures dissipatives ;

(2) le jaguar comme symbole du complexe ;

(3) les citoyens autogestionnaires.

Un petit système dynamique non-linéaire informatique est ensuite proposé qui illustre ce concept..

3.2) Le PXNC à partir d'exemples. Structures dissipatives, ou structures créatives ?

Prigogine a décrit les structures dissipatives, structures de la matière non vivante. Il a montré que la matière non vivante pouvait présenter des structures plus proches de la matière vivante que nous ne le croyons. Les tourbillons de Bénard en sont une illustration. Ils démontrent que le second principe de Carnot, qui ne concerne que les systèmes à l'équilibre, est insuffisant pour décrire les phénomènes loin de l'équilibre que constituent les êtres vivants. L'association des termes "structure" et "dissipative" est juste, en ce sens qu'elle réunit énergie et matière dans un concept unique. Cependant le terme de "dissipative" n'est pas suffisant pour évoquer ces structures. Elles dégradent en effet de l'énergie, mais en ont aussi besoin pour se créer. Ces structures ne se créent en effet que grâce à un apport permanent d'énergie (systèmes ouverts). Cette condition d'apparition de telles structures n'est pas soulignée par l'expression choisie par Prigogine. C'est pourtant un aspect important. De plus ces structures ne sont pas fugaces ; elles ont une stabilité d'existence et de fonctionnement dans des domaines de conditions faciles à connaître.

Les tourbillons de Bénard, structures dites "dissipatives", mais que l'on pourrait aussi qualifier de "créatives" ou "novatrices" sont un premier exemple du PXNC.

Voir :  à propos de "chaos moléculaire déterministe et corrélations"

3.3) Le jaguar

C'est l'animal que Gell-Mann a choisi pour symboliser la vie et le "complexe", en opposition au règne du "simple" qu'il symbolise par les quarks qu'il a lui-même découverts et nommés. Cette conception du monde distingue ainsi deux niveaux d'analyse de la nature : le niveau quantique, celui du simple, celui des quarks, et le niveau complexe, celui du vivant, celui de notre monde ordinaire, tourbillons de Bénard ou jaguars. D'après Gell-Mann, les incertitudes quantiques se distinguent du chaos relatif à notre monde ordinaire : les premières seraient liées à un réel hasard tandis que le second ne serait qu'apparent, quasi-déterministe. C'est ce que j'ai tenté de faire à partir d'un générateur de structures sur lequel je reviendrai. La conception des êtres vivants est ainsi la même que celle des tourbillons de Bénard, et conforme au PXNC. En effet, l'association de structures efficaces et d'aventures énergétiques est la même. L'énergie est source de structures, les structures étant elles-mêmes sources de dégradation d'énergie. Enfin les structures manifestent la même indépendance relative d'existence et de fonctionnement par rapport aux conditions extérieures. L'adjectif "dissipatif" pour caractériser ce processus de création de structure paraît encore plus insuffisant que dans l'exemple de la nature non vivante. L'idée apportée par Gell-Mann selon laquelle le monde vivant peut être interprété de façon déterministe paraît un progrès essentiel de la connaissance par rapport à l'interprétation anti-déterministe donnée par Prigogine. Cette idée rejoint par ailleurs celles de Poincaré, grand précurseur de la notion de chaos déterministe.

3.4) Individu et société

Admettons que la société relève un jour d'un fonctionnement autogestionnaire d'individus doués pleinement d'initiatives et de responsabilité (clic ici sur "Introduction politique, à propos de l'autogestion"). La transposition du PXNC au cas particulier des êtres humains se complique alors d'un déterminisme basé pour partie sur le patrimoine culturel externe plus ou moins intériorisé par chaque individu (concepts introduits par Lucien Sève). Si les individus n'ont pas une connaissance suffisamment claire de leur rôle naturel d'agent créateur individuel et collectif, il ne peut y avoir de fonctionnement autogestionnaire de la société. Ce rôle est déterminé par la génétique et par le patrimoine culturel externe intériorisé. Autrement dit, les individus sont d'autant plus efficaces qu'ils sont conscients de ce rôle individuel et collectif. Le patrimoine culturel externe, étendu et reformulé en permanence par l'homme, est une spécificité humaine, qui nous différencie du reste du règne vivant.

3.5) Présentation du PXNC

Les exemples exposés sont connus, mais le plus souvent isolément les uns des autres, en tout cas sans confrontation ou sans liaison entre eux, sans approche globale de leur ensemble. On peut en premier lieu les caractériser par un certain nombre de qualificatifs qui les rassemblent tels que : création naturelle et déterministe de structures énergétiquement efficaces et dissipatives ; lien entre les aventures de la matière et de l'énergie ; structures et fonctionnements relativement stables dans le temps ; structures analogues dans le vivant, le non-vivant, les organisations humaines. On peut aussi ne pas énumérer ces qualificatifs et les rassembler sous un concept général de PXNC.

Cependant, nommée ou non, cette interprétation globale a encore à faire son chemin. Elle n'est pas encore complètement dégagée d'une ancienne interprétation religieuse, qui se référait à Dieu pour, d'une certaine manière, se faire pardonner de ne pas comprendre. Ce concept illustre le fait qu'une conception déterministe de la vie est possible (ne pas confondre "déterministe avec "prédictible", cela sera expliqué). Le recours à des concepts de non déterminisme, qui sont très actuels, apparaît comme le signe d'une réflexion insuffisante ou d'une mutation culturelle incomplète, d'une timidité idéologique, qui prend souvent la forme d'une confusion entre les niveaux du quantique et du vivant. De même, l'utilisation du seul terme "dissipative" fait écran à l'idée de créations, lesquelles sont stables parce qu'elles se refont tout le temps.

Ce principe de PXNC est une hypothèse de travail très tentante. C'est une "conception du monde" dont l'adoption ou non est un problème philosophique, à comprendre ici comme "activité humaine créatrice de sens".

3.6) Illustration du PXNC par un petit système dynamique non-linéaire

Un petit système dynamique non-linéaire informatique a été créé pour illustrer ce concept. Il se présente sous la forme d'un logiciel en libre accès, qui pourra contribuer à l'éducation responsable, créatrice et solidaire. Ce petit système dynamique non-linéaire présente de fortes analogies avec les programmes multi-agents. Le comportement des objets est qualitativement différent s'il y a réception répétée ou non de "nourriture" ( = d'énergie). S'il y a nourriture, les objets (en fait des cercles qui se déplacent sur l'écran) finissent pour partie par s'agréger et constituer des amas structurés.

Il y a sur l'écran environ 20 grands cercles et 10 petits. On observe les comportements de ces cercles qui obéissent à quelques lois élémentaires explicitées, paramétrables, et les créations qui en résultent (des structures évolutives constituées de grands cercles collés ensemble). C'est la subjectivité éduquée et informée qui fait le reste, qui interprète : les grands cercles peuvent être des molécules, des cellules, des citoyens. Les structures évolutives peuvent être des structures dissipatives, des bactéries, des sociétés humaines.

Les cercles obéissent à quelques lois élémentaires et mécanistes conditionnées par quelques paramètres : aucune de ces lois prise isolément n'est créative. Des structures efficaces pour la dégradation d'énergie se dégagent des parcours aléatoires (clic sur Fig. 1 et Fig.2 ). Selon les conditions initiales et les paramètres choisis par l'utilisateur, ces structures évoluent plus ou moins vite vers des états de plus en plus efficaces pour la dégradation d'énergie. On voit ainsi apparaître sur l'écran des arborescences dont les ramifications, individuellement et collectivement, interceptent de plus en plus efficacement la nourriture, c'est-à-dire les petits cercles qui apportent l'énergie simulée, et qui peuvent représenter des photons (la lumière du soleil par exemple).

Une mesure quantitative des transferts d'énergie est réalisée au cours des simulations. On voit ainsi que l'auto-organisation non seulement consomme de l'énergie pour apparaître et se maintenir, mais aussi qu'elle favorise spécifiquement la consommation d'énergie.

Les structures évoluent spontanément vers des formes à la fois plus sophistiquées et plus consommatrices d'énergie, c'est-à-dire vers des structures dissipatives. Selon les conditions initiales, des analogies avec les tourbillons de Bénard, ou bien avec des végétaux (assimilation chlorophyllienne) ou avec des jaguars (prédateurs), ou encore évoquant les relations individus/société, peuvent apparaître. Ce programme permet ainsi à l'utilisateur de chercher et de trouver les gammes de conditions initiales qui engendrent des processus instables et non répétitifs. On observe ainsi des "histoires" individuelles et collectives, dont le passé ne peut pas être confondu avec l'avenir : l'auto-organisation s'y exerce ; des catastrophes peuvent aussi casser des structures qui se sont bâties au cours d'aventures parfois passionnantes ; des reconstructions s'amorcent partout avant même la fin d'une catastrophe. L'enthousiasme du système pour créer n'est jamais en défaut ! Le temps et l'espace sont orientés et y jouent des rôles fondamentaux.

Les progressistes y verront la marche vers une société future à la fois très organisée, et à haut rendement thermodynamique. Ils y verront le développement des forces productives et ses rapports avec l'autogestion efficace. Dans des modes de fonctionnement sophistiqués du petit système dynamique non-linéaire, ils verront comment la connaissance du monde et la solidarité interviennent dans la transformation consciente du monde. Ils verront comment la vie, la mort et la naissance, l'hérédité, font alterner et combinent les responsabilités individuelles et collectives. Les utilisateurs pourront alors concevoir beaucoup plus clairement les rapports de contradiction non-antagonique entre l'objectif et le subjectif. Plus encore que le PXNC, ce sont ces rapports qui m'intéressent. Ceci est actualisé et précisé dans le texte "niveau PXNC et niveau culturel", clic ici

Les informaticiens (et les autres) verront que même un ordinateur peut devenir créateur : il suffit de considérer ce petit système dynamique non-linéaire, ou l'un des programmes multi-agents de Ferber pour le montrer. Ne répète-t-on pas un peu partout que la machine ne peut que ressortir ce que l'homme a mis dedans ? Eh bien c'est faux : la machine peut aussi être créatrice, tout en restant déterminée (le générateur de nombres aléatoires du petit système dynamique non-linéaire est déterminé, en définitive). Si la machine peut être créatrice, sans "organisateur central", le citoyen autogestionnaire peut aussi être créateur, sans "organisateur central", à condition d'avoir les "connaissances" qui conviennent.

3.7) Discussion et conclusion

C'est en définitive l'émergence de structures nouvelles à partir de lois élémentaires qui est discutée ici. La "croissance des forces productives globales" (structures efficaces) ne peut en effet être niée. Elle n'est pas une loi primitive et mécaniste entrée par l'expérimentateur dans le système, elle est une loi résultante, émergente, tendancielle, qui peut connaître bien des revers. Cette réflexion s'intègre dans une analyse très actuelle des stratégies de passage entre différents niveaux de connaissances entre lesquels il est légitime de construire des escaliers montants et descendants.

Si l'extension d'un formalisme créé dans et pour les sciences "dures" (théorie des structures dissipatives, équations non-linéaires, lois de la thermodynamique loin de l'équilibre) aux sciences humaines "molles" (les sciences sociales et politiques) n'est pas pour demain matin, aucune expertise approfondie n'a actuellement été réellement tentée dans ce domaine. Cette extension est cependant tentante et à tenter, même si nous ne maîtrisons pas parfaitement dès aujourd'hui les contradictions fondamentales entre objectif et subjectif, entre individuel et collectif ... On est en effet frappé par des similitudes de comportement. Les physiciens s'y sont risqués. Ainsi, Prigogine assimile les villes à des structures dissipatives. Cette conception est aussi défendue ici : la vie d'une façon générale (biosphère) est une structure dissipative formidablement complexe, faite de structures dissipatives plus petites, imbriquées ou non à de multiples échelles. Ces conceptions hypothétiques sont qualitatives, elles n'en sont pas à un formalisme quantitatif. Tout scientifique un peu conscient des problèmes sociaux actuels a raison de lutter pour faire avancer les idées de processus, d'irréversibilité, de complexité, de points de bifurcations, de structures dissipatives auxquelles Prigogine a consacré sa vie.

On peut cependant critiquer Prigogine sur les confusions qu'il a entretenu du côté du déterminisme. En effet, beaucoup de textes se réfèrent à Prigogine pour défendre des idées de non-déterminisme, au sens populaire du terme. Ce non-déterminisme là, allié au goût actuel pour le chaos intellectuel et moral, se nourrit illégalement des incertitudes quantiques qui sont une réalité objective passionnante.

Prigogine a en effet entretenu un certain flou sur cette question. Il ne distingue pas clairement incertitudes quantiques et chaos moléculaire déterministe au niveau des êtres vivants (qui est le niveau des citoyens), critique qui lui est également faite implicitement par Gell-Mann. La question scientifique précise est : peut-il y avoir amplification des incertitudes quantiques de telle sorte que des effets quantiques interviennent à notre niveau ? Gell-Mann en discute, et finalement ne le pense pas : la réalité physique à notre niveau est quasi classique, quasi déterministe. (2)

Remerciements

Je remercie Chantal Gascuel, agronome chercheur à l'INRA, qui a entièrement repensé ce texte sur le "PXNC", et contribué ainsi de façon décisive à la formulation des idées (mai 1997).

4) Un petit système dynamique non-linéaire informatique ad hoc (11/1999)

(ex. chapitre "Le modèle")

4.1) Introduction

Il va s'agir d'un petit système dynamique non-linéaire informatique, et d'expériences qui peuvent être conduites avec ce petit système. Ce système est un système physique dont la représentation mathématique n'existe pas actuellement (on en discutera).

La description du petit système dynamique non-linéaire sera aussi précise que possible (toutefois sans aller jusqu'aux détails du langage informatique source). Le but du petit système (qui est interactif) est de "faire comprendre par la pratique les concepts scientifiques de la complexité à propos d'un système ouvert particulier" : sensibilité aux conditions initiales, domaines expérimentaux continus, irréversibilité, émergence, auto-organisation, optimisation par auto-adaptation, corrélations, etc.

Le petit système dynamique non-linéaire est "graphique", on voit évoluer sur l'écran des "particules" représentées par des grands ronds, et des "structures de particules collées".

Le petit système dynamique non-linéaire émet en continu un flux d'instructions spécifiques dont l'exécution n'est pas immédiate ("il pleut de la colle"). Graphiquement, chaque instruction est représentée par un "porteur d'instruction", ou "goutte de colle", en fait un petit rond sur l'écran.

Les instructions spécifiques rendent les particules collantes, et l'effet de la colle est limité dans le temps ("la colle s'évapore"). Donc les structures de particules collées ne sont pas éternelles.

Ce flux est dissymétrique (par "dissymétrique", j'entends : "la pluie de colle est verticale, de haut en bas, et de ce fait elle favorise certaines structures au dépens des autres, par exemple les structures qui sont au-dessus, etc.")

Dans ces conditions, on observe des choses intéressantes qui seront décrites plus loin.

4.2) Présentation et étude du petit système dynamique non-linéaire, description

Un récipient (figuré par un rectangle sur l'écran de l'ordinateur) contient une population de particules.

Les particules sont figurées par des grands ronds, elles sont en nombre fini, paramétrable.

On observe des "amas" de particules collées.

On distingue les particules "libres" et les particules "en amas". Les particules libres sont mobiles, les amas sont immobiles.

Les trajectoires des particules sont linéaires, il y a des chocs et des rebondissements entre particules, ou contre les parois du récipient ( = les bords du rectangle sur l'écran), ou contre des amas (lois de la cinétique des gaz).

On appelle "instruction spécifique" l'instruction donnée à une particule de se mettre en amas avec une ou d'autres particules, à l'occasion de chocs (= instruction à la particule de devenir "collante").

On appelle "porteur d'instruction spécifique" un objet qui transmet une instruction spécifique à une particule s'il la rencontre. Les porteurs sont représentés sur l'écran par des petits ronds qui tombent d'en haut : "il pleut des gouttes de colle". Les porteurs sont en nombre fini, paramétrable. Le porteur qui a rencontré une particule et lui a transmis son instruction disparaît de l'écran.

Il y a ainsi un "flux" ininterrompu de porteurs d'instructions spécifiques adressées à la population des particules. En général tous les porteurs n'arrivent pas en bas du récipient : les particules et amas rencontrés ont capturé des porteurs. Le nombre de porteurs émis par unité de temps (= l'intensité du flux) est paramétrable.

Le flux d'instructions spécifiques est vertical, de haut en bas. Il est donc dissymétrique dans l'espace.

Une instruction spécifique a un effet limité dans le temps ("la colle s'évapore"). Le délai est paramétrable. L'existence des amas est donc éphémère.

Si une particule capture plusieurs instructions spécifiques, les délais s'additionnent.

Un amas restera en amas tant qu'il capturera en temps voulu des instructions de mise en amas ("renouvellement de la colle"). Un flux trop faible ne permet pas la constitution d'amas durables.

On appelle "efficacité d'un amas" le nombre d'instructions spécifiques capturées par l'amas, par unité de temps.

On appelle "efficacité de la population des particules libres ou en amas" le nombre d'instructions spécifiques capturées par la population, par unité de temps. Le petit système dynamique non-linéaire proposé contient un module indépendant qui mesure et enregistre en permanence cette efficacité.

4.3) Fonctionnement du petit système dynamique non-linéaire

- Au début de l'expérience, lancée avec les valeurs de paramètres choisis par l'utilisateur, il n'y a pas encore d'amas, "la pluie de colle n'a pas encore agi". Une situation de chaos moléculaire déterministe s'installe, par suite des chocs répétés entre les particules. Cette situation est sensible aux conditions initiales. Elle peut être étudiée grâce à une "particule marquée" dont l'utilisateur peut modifier la position initiale en X pixel par pixel.

- Le flux ("pluie de colle") est "dissymétrique" : il favorise certains amas au dépens des autres, de trois façons différentes. Comme il est orienté de haut en bas, il favorise les amas plats, alternés, hauts :

- plats ("ombre au sol individuelle maximum") : les captures sont plus probables

- alternés ("ombre au sol collective maximum") : les captures sont possibles sur tous les amas

- hauts : les captures sont plus assurées

4.4) Évolution automatique de la population d'amas

On observe que les amas ne sont pas éternels, ils se remplacent, et les nouveaux sont différents des anciens, la population des amas est sensible en forme et position aux dissymétries du flux d'informations : les nouveaux sont plus plats, plus alternés, plus haut sur l'écran ...

Ce résultat, atteint et rendu visible grâce à la puissance de calcul de l'ordinateur, n'était pas évident a priori, il n'était pas programmé. Il y a trois dissymétries dans le flux, et trois adaptations automatiques : on peut dire que la "finalité" visible des objets émergés est de capturer un maximum d'instructions, d'intercepter le plus de flux possible. Il y a corrélations entre les particules, et corrélations entre les particules et le milieu. (Rappel : les objets n'évoluent pas individuellement, ils sont remplacés par d'autres plus évolués).

Nous appellerons les amas qui présentent une efficacité augmentée : "amas optimisés", ou "structures".

Nous dirons en résumé que nous constatons une "propriété émergente" : l'efficacité de la population de particules libres ou en amas tend à augmenter.

4.5) Remarques importantes :

- Il y a toujours des évolutions régressives concernant des amas particuliers. Ces évolutions régressives n'empêchent pas l'évolution générale indiquée de se manifester. L'évolution générale indiquée est "statistiquement vraie".

- Pour l'émergence d'amas optimisés, il y a un seuil inférieur dans l'intensité du flux d'instructions. Il y a aussi un seuil supérieur.

4.6) Quelques précisions de vocabulaire

Le système est à la fois "déterministe" et "imprédictible".

Les phénomènes décrits sont "irréversibles dans le temps".

Il y a stabilité (plus ou moins éphémère) des amas dans des "domaines définis de conditions initiales". Des conditions initiales proches (sauf aux limites des domaines définis) donnent des résultats statistiquement proches.

On peut distinguer les "lois élémentaires" que le programmeur a écrites, et que l'utilisateur paramètre. Et des "lois émergentes" : celles des amas qui s'auto-organisent et s'auto-optimisent.

Voir aussi : à propos de "chaos moléculaire déterministe et corrélations"

4.7) Trois exemples de simulation

Dans ces trois exemples de simulation, le petit système dynamique non-linéaire simule des procédés physiques, et dans les cas 2 et 3 des procédés physiques dont on peut se demander s'ils interviennent dans le vivant. Dans les trois exemples, le flux simulé est un flux de paquets d'énergie consommable, ou un flux d'instructions qui chacune déclenchera à retardement la consommation d'un paquet d'énergie. Comme la "colle qui s'évapore", l'énergie se dégrade : l'effet d'un paquet est limité dans le temps.

- "Structures dissipatives adaptatives".

- "Développement de feuillages". "Ombre au sol de chaque feuille", "ombre totale au sol" ... En "lumière faible", la croissance est plus lente, mais finalement elle est plus forte.

- "Origine de la vie" (molécules et photons). Auto-organisation et auto-optimisation 

Ces exemples sont simplement signalés ici
(ils sont évoqués plus explicitement dans le texte "Logiciel 1 : notice en langage de simulation" .

Le texte "Logiciel 2 : notice en langage de modèle" fait logiquement suite à celui-ci.

5) Les expériences avec 2 grands ronds, plus révélatrices du fonctionnement intime (8/2001

5.1) On fait des expériences dans lesquelles les structures sont limitées par programme à deux grands ronds. On observe des oscillations avec des périodes presque régulières, et des amplitudes très variables.

Plusieurs questions se posent, qui remettent en question mes tentatives d'interprétation générales précédentes concernant le fonctionnement du petit système dynamique non-linéaire.

Les descentes d'efficacité semblent de même nature que les montées, Les pentes sont les mêmes. C'est contraire à ce que j'avais vu jusqu'alors !

La boucle de rétroaction agit sur la diversification : "je donne plus à celui qui a plus", "je donne moins à celui qui a moins". L'explication est-elle là ?

En quoi la population de grands ronds est-elle différente pour les deux populations sur un même pic, à même hauteur, l'une en montée d'efficacité, l'autre en descente ?

On observe des mouvements généraux, des "suivis" dans les variations des efficacités de la population : vers le bas, ou vers le haut. Cela concerne toutes les variétés d'efficacités en même temps (plus plat, plus haut etc.) !

On observe des "suivis" : des variations de l'efficacité dans le même sens (vers le haut ou vers le bas) pendant des dizaines de milliers de pas de programme dans le même sens !!! C'est étonnant, il faut l'expliquer !

Ce "suivi" est la "loi émergente la plus étonnante de toutes" ? Il fait partie de l'émergence ? Le passage de l'individuel au collectif se fait par là, ainsi ? Ce suivi est le début de l'apparition du collectif ?

Comme phénomène lié à l'individuel, c'est incompréhensible. Comme phénomène faisant partie du collectif, c'est peut-être compréhensible ? Ce serait un aspect visible d'une corrélation d'ensemble encore incomplète, hésitante ?

Oui, le suivi est déjà du collectif, c'est un des aspects de la corrélation d'ensemble en train de se faire, comme les lois émergentes partielles déjà repérées (plus plat, plus alterné, plus haut).

5.2) Si on compare deux états de la population,

A la même hauteur sur un même pic d'efficacité, la propriété qui fait que pour la population de gauche le flux provoque une montée d'efficacité, et que pour la population de droite le même flux provoque une descente d'efficacité, est semble-t-il une propriété statistique de la population, une propriété qui oriente l'avenir collectif de la population par rapport au temps, une propriété "dynamique", et pourtant qui dépend entièrement (déterminisme) du pas de programme actuel. C'est l'une des propriétés collectives émergentes de la population : l'avenir collectif est orienté par rapport au temps. Une propriété inattendue, qu'il est peut-être très difficile de déduire des lois élémentaires.

5.3) Et le subjectif ?

Il n'y a pas des montés merveilleuses, émergentes, et des descentes catastrophiques, exceptionnelles. Il y a un seul processus, émergent, qui comprend montés et descentes, qui est majoritairement montant s'il y a assez de corrélations, plus hésitant, voire oscillant, s'il y en a un peu moins.

6) Trois diagrammes sur le fonctionnement du petit système dynamique non-linéaire (concepts scientifiques) - (12/2001)

6.1) Les diagrammes proposés présentent sous une forme condensée les fonctionnements essentiels du petit système dynamique non-linéaire. Ils représentent un progrès important par rapport aux tentatives précédentes d'explication. Il semble que l'auto-organisation et l'auto-adaptation puissent s'expliquer entièrement dans le cadre de la théorie générale des circuits de rétroactions positives et négatives. (3)

Buts de la note sur les diagrammes :

- "didactique" : principalement proposer un support pour contribuer à l'élaboration d'un ou plusieurs concepts nouveaux très généraux, scientifiques, à la limite inférieure du philosophique. Et même d'une nouvelle catégorie philosophique, la catégorie "d'émergence".

- "aussi logique" que possible (pour les scientifiques)

6.2) Diagramme 1 (CLIC ICI)

Des lois résultent du fonctionnement : elles se manifestent plus tard que les lois initiales. Elles " s'établissent " progressivement, et passent ainsi du statut d'output au statut d'output-input : une boucle de rétroaction se met en place, et fonctionne comme telle, bien qu'elle n'ait pas été directement programmée comme telle

Les " qualités " des structures, par définition, augmentent ou diminuent l'effet de la loi résultante (la boucle de rétroaction est plus ou moins " efficace "). Exemples de qualités dans mon petit système dynamique non-linéaire : plus durable, plus grand, plus plat-horizontal, plus alterné horizontalement, plus haut (cinq qualités).

La boucle de rétroaction qui fait vivre chaque structure dissipative est mise en évidence. La structure absorbe un flux d'énergie qui est dégradée, et perdue. Elle attrape de la matière qu'elle garde tant que l'énergie qu'elle stocke le lui permet. La matière relâchée pourra être rattrapée par une autre structure (ou la même).

Une structure avec plus de matière (plus grande) et plus d'énergie (plus durable) attrape plus de matière et d'énergie : on voit là la boucle fondamentale de rétroaction positive de la structure.

La croissance de la structure (s'il y a croissance) sera limitée par les pénuries d'énergie et/ou de matière.

La structure est caractérisée par des "qualités" qui modulent l'efficacité des entrées de matière et d'énergie. Outre les deux "qualités acquises par le fonctionnement" que sont "grande" et "durable", et qui ont un effet positif dans la boucle de rétroaction, on peut distinguer trois autres qualités qui ont des effets positifs ou négatifs sur cette même boucle : "plate-horizontale" ou non, "alternée horizontalement" ou non, "haute" ou "basse". Ces qualités sont liées à la direction du flux d'énergie (de haut en bas). Les "qualités" de ce deuxième type apparaissent de façon non programmée, non prévisible (quoique déterministe), par suite de "hasards complexes". Il en apparaît statistiquement autant de favorables que de défavorables (exemple : autant de "hautes" que de "basses").

Il y a des actions en retour de la structure sur les entrées de matière et d'énergie, modulées par l'ensemble des 5 qualités de chaque structure. Ces actions peuvent faire que les bilans entre entrées et sortie de matière et/ou d'énergie soient positifs ou négatifs (les bilans avant le fonctionnement des boucles de rétroaction peuvent être très près de zéro). Ces actions en retour sont ainsi globalement positives ou négatives.

Matière, énergie, qualités n'interviennent ici que comme favorisant/défavorisant la croissance des structures, toutes leurs autres caractéristiques sont ignorées (ici, par exemple, "plat, alterné, haut" sont rigoureusement interchangeables, et en nommer un seul des trois suffirait). Les actions "augmente", "diminue" (parfois l'un ou l'autre selon les qualités) disent tout ce qu'il est utile de savoir pour comprendre le fonctionnement. Les actions sont donc toutes de même nature dans le diagramme.

L'énergie est un flux, tandis que la matière est en quantité fixe. Le bilan énergétique entrée/sortie peut être positif, négatif ou nul (l'évaporation est une sortie). La matière est récupérable, et en quantité fixe. Ces données interviennent dans le raisonnement qui veut montrer pourquoi telle action schématisée sur le diagramme par une action favorise ou défavorise, mais elles sont hors diagramme, et la logique du diagramme n'en est pas affectée.

Ici, les structures augmentent ou diminuent dans l'espace et/ou le temps ( = dimension, durée). Elles acquièrent ou perdent par suite du fonctionnement du système, et aussi "par hasard", des qualités plus ou moins grandes pour capturer énergie et matière. Les structures ici n'ont pas d'autres caractéristiques intéressantes (par exemple il n'est pas question de "grands ronds collés").

Les qualités ne sont ici que des coefficients d'efficacité pour les actions en retour.

Ce premier diagramme comme les deux autres fait appel à une imagination plus abstraite que les interprétations proposées précédemment. En même temps, avec les deux autres diagrammes, il va plus au fond des choses.

Une structure qui a des qualités majoritairement favorables a plus de chances d'attraper de l'énergie et de la matière. Cependant, cela ne suffit pas pour expliquer l'évolution systématique, statistique, de la population des structures (si l'énergie fournie est suffisante) vers les 5 formes de plus haute qualité. Pour expliquer ce phénomène observable (dont l'aboutissement est une seule structure tout en haut de l'écran), il faut passer au diagramme suivant qui fait intervenir la concurrence entre plusieurs structures.

6.3) Diagramme 2 (nouvelle rédaction 9/2009) (CLIC ICI)

On a ici l'explication du mécanisme " d'auto-adaptation " qui n'a rien de " finaliste ".

Les structures dissipatives sont en concurrence, par suite des quantités limitées d'énergie et de matière disponibles. Le système est "confiné". Le diagramme considère deux structures en concurrence, seulement, pour simplifier.

Quand la structure 2 attrape de l'énergie, cela fait moins d'énergie attrapable pour la structure 1. Et réciproquement de 1 vers 2. De même pour la matière.

J'ai représenté les interactions dues à la concurrence par des flèches en traits fins sur le diagramme 2. Il est à remarquer que ces interactions n'ont pas été programmées, ce ne sont pas des lois initiales, elles sont des conséquences (déterministes) du fonctionnement du système. Si le système n'était pas confiné, elles n'existeraient pas. Elles vont devenir des arcs de circuits (ou boucles) de rétroactions décisives pour l'avenir du système.

La structure qui a les meilleures " qualités " absorbe l'autre. Si la structure 2 (par exemple) prend momentanément le dessus sur la 1, il est probable, à cause des boucles de rétroaction positive, que le phénomène se continue, s'amplifie, et que finalement toute l'énergie et toute la matière passent de la structure 1 dans la structure 2.

Dans le cas général à n structures, si l'énergie fournie est au-dessus d'un seuil défini, toutes les structures (favorisées et défavorisées) en profitent, et la concurrence jouant pour les favorisées, on tend vers une seule grande structure tout en haut. Mais si, à partir d'une population dans une situation favorisée (donnée au départ de l'expérience), l'énergie fournie est suffisamment basse, toutes les structures en pâtissent, les favorisées aussi, et on va vers une population de structures de plus en plus petites, non optimisées, éphémères (on va à la limite vers les composants individuels des structures).

En fait, toujours dans le cas général à n structures, l'évolution présente des "modifications d'ensemble de la population de structures" imprévisibles, relativement lentes, souvent plus ou moins périodiques, étonnantes. Des "histoires" s'écrivent. Les "hésitations" de la population entre le "tout individuel" et le "tout collectif" peuvent dans certains cas durer indéfiniment. (dans ce paragraphe, les mots "lent" et "hésitation" sont définis par leur usage, se souvenir de ces définitions pour la suite)

Il n'y a des "histoires intéressantes des structures" (non triviales, avec croissance désordonnée et auto-adaptation) que dans des domaines définis de valeurs de l'énergie et de la matière disponibles.

Dans ce contexte théorique nouveau ( = ma nouvelle interprétation, qui est plus profonde et plus générale que les précédentes), les phénomènes dits "d'émergence" sont un cas particulier qui concerne les expériences habituelles sur mon petit système dynamique non-linéaire, lesquelles commencent toujours avec une population non structurée (dans le cas général il n'en serait pas ainsi) : des structures de plus en plus efficaces apparaissent alors progressivement si l'énergie est fournie en quantité suffisante. Le départ dans ces expériences est spécial (le nombre de structures est nul), et l'histoire qui suit immédiatement en est une suite naturelle. Ce départ spécial (zéro structures) est une donnée supplémentaire qui ne figure pas dans les trois diagrammes proposés. En général le processus d'émergence qui suit immédiatement un départ avec zéro structures est le plus spectaculaire de toute l'histoire expérimentale qui va suivre (une très belle montée en efficacité). (Noter que j'utilise le mot "émergence" dans le sens commun de "processus créateur", ayant donc une durée concrète).

On observe tout ce qui précède, et ce "tout" paraît en général logique a posteriori. Il est frustrant cependant qu'on ne sache pas le prédire dans le détail, avec des calculs mathématiques ou logiques précis. (commentaire de 11/2001, voir ci-dessous en 6.6 l'appréciation nouvelle donnée en 5/2003).

On a pu lire ci-dessus "la structure qui a les meilleures qualités absorbe l'autre". Cela peut être vu comme un phénomène de "sélection naturelle". En même temps c'est un moment du processus d'auto-organisation. On est ainsi conduit à l'hypothèse que la sélection naturelle de Darwin est une loi physique (du domaine de la thermo-dynamique), qu'elle est un moment de l'auto-organisation adaptative.

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Comme le soulignait par exemple le paléontologiste Stephen Jay Gould, défendant la cause de tous les chercheurs en sciences de type historique, « la possibilité de tester est tout aussi bien notre critère fondamental. Nous recherchons des modalités qui se répètent, fondées sur des données si abondantes et si variées qu'aucune autre interprétation coordinatrice ne pourrait tenir ... ». Car les sciences du non-répétitif peuvent asseoir elles aussi leur savoir sur du répétitif pour la raison que chaque processus de sélection biologique est différent, mais leur logique à tous est la même.

C'est repris de Sève, je souligne, c'est plus qu'excellent, Darwin serait ravi !

Je dois faire ici une remarque scientifique très importante : il n'y a pas accord parfait entre la loi universelle de la thermodynamique et la loi de Darwin. Cette dernière entraîne des choix de structure qui peuvent à la longue s'avérer fâcheux du point de vue thermodynamique, il peut y avoir des « blocages » plus ou moins durables dans une évolution statistiquement favorable aux lois de la thermodynamique.

Karl Marx a bien vu cela : il appelle « révolution » le bouleversement des superstructures quand la pression des processus de production est devenu suffisamment grande et exige/permet de nouvelles superstructures.

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Les « codages génétiques complexes » seraient « seulement » des paramètres modulateurs du processus fondamental d'auto-organisation, des structures stables conservées parce qu'elles apportent de l'efficacité dans un processus qui n'est pas leur produit.

« Codages génétiques complexes » est une expression à moi pour dire « gènes », un terme qui transporte trop souvent avec lui le sous-entendu erroné « un gène = une qualité ». Il me semble que mes logiciels 8-9 s'accordent bien à la génétique récente qui privilégie le fonctionnement complexe d'ensemble par rapport à une causalité linéaire parallèle simpliste et obsolète.

Les logiciels 8 et 9 ont été écrits et mis sur ce site (9/2004) pour montrer que l'on a bien compris les phénomènes d'auto-optimisation (plus plat, plus haut etc), et pour illustrer l'hypothèse ci-dessus qui voit le développement de la « vie » comme un processus qui a suivi l'auto-organisation auto-adaptative de façon naturelle et logique, suivi qui peut et doit être étudié de façon normale,.

Les logiciels 8 et 9 enrichissent le concept de "PXNC".

6.4) Diagramme 3 (CLIC ICI)

Ici la complication du système à n structures avec toutes les interactions positives ou négatives, avec les boucles de rétroaction positives etc. est énorme.

A partir de 3 structures, des boucles de rétroaction négatives significatives peuvent apparaître (nombre impair d'actions négatives). Dans de tels systèmes, des oscillations peuvent se produire. Je les ai étudiées expérimentalement pour des structures limitées à 2 ou 3 éléments individuels.

Peut-on imaginer que l'émergence est génération spontanée de propriétés du tout qui n'appartiendraient en rien aux parties ? Non bien sûr. Restera-t-il toujours dans "l'émergence" un "mystère irréductible" ? Mes "3 schéma" tendent à montrer le contraire. En effet, ne désacralisent-ils pas le processus d'émergence ?

- oui "en principe" ils désacralisent en indiquant une explication plausible : l'existence de boucles de rétroaction "sensibles" (pouvant passer de positives à négatives et réciproquement, selon une conception générale inspirée de celle de René Thomas).

- non ils ne désacralisent pas, car on constate que les chaînes causales sans doute efficaces "entrevues" sont perdues (pour le chercheur scientifique) dans une myriade de chaînes sans doute non efficaces (faiblesses de l'observateur)

Je propose de dire que dans le phénomène d'émergence les chaînes causales sont "explicables en principe", mais qu'elles ne sont pas "individuellement vérifiables en pratique". Cela est à rapprocher des processus "déterministes" mais "non prédictibles".

6.5) Qu'est-ce que l'émergence ? Petit retour en arrière - (3/2003)

En cohérence avec ce que nous venons de voir, l'histoire peut être racontée "à l'envers", c'est-à-dire du point de vue des structures qui se défont progressivement, libérant ainsi de la matière et de l'énergie pour celles qui "émergent". Il y a symétrie entre "émergence" et "désémergence". En pensant plus spécialement aux phénomènes observés avec "les structures limitées à deux grands ronds", dont la population oscille si bien, on peut être conduit à dire que "l'émergence est une demi-oscillation entre l'individuel et le collectif, celle qui monte".

Le phénomène physique fondamental n'est pas l'émergence, mais l'oscillation symétrique entre l'individuel et le collectif. Dans le monde subjectif, militant, par contre, il y a dissymétrie, la demi-oscillation qui monte est plus intéressante que l'autre, il y a une tendance humaine à ne voir qu'elle. Et je ne dis pas du tout que cette tendance est erronée.

7) Systèmes dynamiques non-linéaires : continus ou discrets ? - (5,6/2003) 

La communauté scientifique actuelle donne trop la préférence aux systèmes dynamiques non linéaires à fonctionnement continu sur ceux qui sont à fonctionnement discret. Celui que je présente dans ce site, ainsi que "Slime mold" de Mitchel Resnick par exemple, est à fonctionnement "discret". Il se range dans la catégorie des systèmes discrets "multi-agents" : un seul pas de programme est programmé, on donne ainsi des règles de comportement pour un pas à chaque agent du système. L'intelligence de l'ordinateur est prêtée successivement à chacun des agents pour qu'il exécute le premier pas de programme, puis l'ordinateur recommence pour le deuxième pas, avec chacun des agents, avec les mêmes règles, etc. (on peut penser au "Jeu de la vie" qui peut s'exécuter avec un papier et un crayon).

Les systèmes à fonctionnement "continu", de principe très différent, sont pilotés par un système d'équations différentielles. La cause de la préférence d'attention portée aux systèmes continus est, je pense, la force de l'habitude : en effet, les systèmes discrets ont pris leur essor récemment, seulement avec les ordinateurs, et les nouveautés qu'ils apportent ne sont pas encore suffisamment connues, suffisamment assimilées (notamment, la réflexion philosophique à leur sujet est encore balbutiante).

Les boucles ou circuits de rétroaction sont, en principe, aussi bien modélisables avec les systèmes discrets qu'avec les systèmes continus. Pour ce qui est de la facilité de programmation, il n'en va pas du tout de même en général. René Thomas utilise les deux procédés en complémentarité (je rappelle que d'après lui les boucles ou circuits sont "les rouages de la vie").

Pour les systèmes continus, quand les équations ne sont pas intégrables, on peut utiliser des systèmes discrets pour des calculs point par point des trajectoires.

Les systèmes discrets ont donc deux utilisations bien distinctes : d'une part, ils peuvent être utilisés pour simuler des systèmes continus, comme on vient de le voir, et d'autre part, ils peuvent aussi être utilisés pour eux-mêmes, comme des objets dynamiques à part entière. Dans ce cas, il est inutile et sans signification de les "simuler" : ils sont observables et expérimentables d'origine. La distinction entre les deux utilisations des systèmes discrets est quelquefois ignorée.

Dans un système dynamique non linéaire à fonctionnement discret comme le mien, des boucles de rétroaction non programmées (je dis bien "non programmées") peuvent se construire en cours de fonctionnement, et jouer un rôle décisif (il faut plusieurs pas de programme pour qu'une boucle de rétroaction programmée ou non soit bouclée : les boucles non programmées ne sont donc pas toujours faciles à repérer). Dans mon système cela est lié à une concurrence entre agents qui résulte des données du système. Dans ces conditions, réalisées avec une programmation très simple, presque simpliste, des phénomènes émergents étonnants sont obtenus (observés, mesurés, enregistrés) : auto-organisation adaptative, rapports entre auto-organisation et sélection naturelle (voir les logiciels 8 ete 9) ... Je crois très sincèrement que la programmation du même système en simulation continue, c'est-à-dire avec des équations différentielles non-linéaires, serait d'une lourdeur effroyable, et d'ailleurs il faudrait ensuite faire appel au discret pour en simuler le fonctionnement point par point.

Est-ce à dire que des boucles de rétroaction nouvelles ne peuvent pas apparaître dans des systèmes continus ? Je ne le sais pas. Je sais seulement qu'en programmation discrète multi-agents cela peut être chose naturelle, que cet effet soit recherché ou non.

En pratique, voici comment cela se passe :
- Pour les systèmes discrets, le programmeur donne volontairement au système sa chance de créativité. Il programme pour un pas seulement, et il installe une boucle d'itération pour l'exécution des pas successifs. Le système sera donc à évolution déterministe et imprédictible par construction.
- Pour les systèmes continus, le programmeur veut tout contrôler, et n'est satisfait par son programme que s'il en est ainsi.

Les comportements des systèmes discrets et continus, en pratique, sont ainsi différents, et éventuellement porteurs d'enseignements différents. Ce point est très important.

Il est finalement possible que les systèmes dynamiques non linéaires à fonctionnement bouclé, discret, soient aussi représentatifs de la vie, voire plus, que ceux qui sont à fonctionnement continu.

Christopher Langton compare d'un côté les modèles continus basés sur des équations différentielles, et de l'autre les systèmes à fonctionnement discret basés sur une itération, comme le mien. Et il dit qu'il y a "plus à voir" dans les seconds. Stephen Wolfram le dit aussi (en le caricaturant à peine, disons qu'il préfère le "computable" au "mathématisable"), ainsi qu'Alain Cardon. Je m'appuie sur les interventions de ces auteurs, ainsi que sur celles d'autres lues pour la plupart dans le livre tout récent de Réda Benkirane "La complexité, vertiges et promesses" (voir ici la bibliographie). Et aussi sur l'observation attentive de mon propre petit système dynamique non linéaire à fonctionnement discret, laquelle observation est à la disposition de tous.

J'aimerais explorer plus à fond et collectivement des pistes passionnantes, entrevues grâce à mon modèle, des pistes liées entre elles d'ailleurs : L'auto-organisation adaptative - Les rapports entre auto-organisation et sélection naturelle (d'après Stuart Kauffman le problème n'est pas encore résolu).

Ces pistes devraient permettre d'approfondir la connaissance de systèmes dynamiques non linéaires très simples et très proches de la vie. Mes logiciels 8 et 9 apportent peut-être du nouveau.

Je propose en somme que l'on s'intéresse aux propriétés créatives importantes de certains systèmes discrets (pouvant aller jusqu'à l'émergence d'un langage, selon Luc Steels), sans se laisser intimider par la difficulté éventuelle de trouver des équivalents continus à ces systèmes. Les problèmes philosophiques soulevés sont immenses, spécialement ceux qui touchent à la contradiction "matière parties de tout et/ou tout de parties".

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NOTE : Il ne faut pas confondre le fonctionnement discret (itératif, bouclé, pas à pas) d'un système dans un ordinateur, et des boucles ou circuits de rétroaction (au sens de René Thomas) éventuels dans un système. Dans un système discret, tout circuit suppose plusieurs pas de programme.

Un fonctionnement discret (itératif) s'exprime par G(t+1) = F(t) où G est une fonction de x, y, etc. de même que F

Si on peut trouver que x= f(x,y ...) alors il y a une boucle de rétroaction sur x. Si au contraire x = f(y,z, etc) il n'y a pas de boucle, et il faut regarder de près pour savoir s'il y a ou non un circuit (à plusieurs éléments).

8) Matière "vivante" = en contradiction avec elle-même (des concepts nouveaux très généraux, scientifiques, à la limite inférieure du philosophique) - (12/2001)

8.1) La matière pourrait être "naturellement créatrice", en complicité avec l'énergie.

Voici les "concepts nouveaux très généraux, scientifiques, à la limite inférieure du philosophique" que je propose. Ils sont liés à l'analyse précédente du fonctionnement de mon petit système dynamique non-linéaire (je défendrai des positions matérialistes et dialectiques).

On pourrait interpréter l'ensemble des phénomènes décrits par les trois diagrammes comme une "lutte dialectique entre deux contraires" :

- Une matière "tout de parties", organisée, adaptée (dans le petit système dynamique non-linéaire étudié :
grande, durable, plate, alternée, haute), que je dirai "avec des qualités"

- Une matière "parties de tout", non-organisée, non-adaptée (dans le petit système dynamique non-linéaire étudié :
petites, éphémères, non-plates, non-alternées, non-hautes), que je dirai "sans qualités".

Attention, ces contraires ne sont pas comme eau et huile, mais comme monter et descendre, comme augmenter et diminuer, etc. : l'un ne peut pas être défini sans que son contraire soit aussi défini. On est là en fait dans le philosophique (la "limite inférieure" a été franchie momentanément).

(On pourrait dire aussi qu'il s'agit de tendances objectives contraires dans une même matière, une "matière en contradiction avec elle-même". Ce sont là des expressions au contenu équivalent, qui seront utilisées plus loin. Dans l'immédiat, on opte ici pour le premier langage, qui est plus commode pour expliciter).

Nous partons de la matière comme "concept scientifique très général à la limite inférieure du philosophique". Il ne s'agit donc pas de la matière réelle elle-même, mais de l'interprétation que j'en aie (une interprétation liée à mon éducation scientifique et philosophique), et que je partage potentiellement avec d'autres.

Nous dédoublons cette matière-concept en deux :

- la matière-concept comme parties de tout, soit MPT

- la matière-concept comme tout de parties, soit MTP

Nous considérons maintenant la contradiction dialectique (unité des contraires) entre ces deux matières-concepts MPT et MTP que nous appelons "contradiction MM" pour simplifier. Il ne s'agit encore que d'un "schéma conceptuel" abstrait, vide de faits de connaissance.

Nous faisons ensuite l'hypothèse qu'il existe une matière réelle qui est dans l'état contradictoire MM. Elle est en devenir, "hésitante", elle hésite entre être l'une ou l'autre des deux matières extrêmes MPT et MTP (qui sont des états limites, des abstractions). L'adjectif "hésitant" est inspiré des courbes d'efficacité observées au cours de milliers d'expériences : il s'agit des montées et des descentes de ces courbes, montées et descentes qui se poursuivent parfois pendant des milliers de pas de programme sans changer de sens, courbes modulées entre montées et descentes de façon apparemment aléatoire : l'adjectif "hésitant" n'est-il pas signifiant, pertinent (bien qu'il ne soit pas explicatif) ?

A cette matière réelle "hésitante" correspond dans ma tête un "concept scientifique très général à la limite inférieure du philosophique" qui commence a avoir un contenu concret.

Appelons cette matière "matière MM". A tout moment, la matière MM peut être interprétée comme partiellement MPT ou comme partiellement MTP : ces deux aspects contraires sont en lutte l'un contre l'autre dans la matière MM, si l'un croît l'autre décroît.

Nous observons maintenant le petit système dynamique non-linéaire informatique proposé, nous faisons des expériences, avec l'intention d'arriver à des résultats objectifs d'où nous pourrons tirer des abstractions de portée universelle. Noter ici que j'ai créé les grands ronds et les structures en une seule opération, j'ai créé un petit système dynamique non-linéaire informatique, un système dont l'intention est de montrer l'unité des deux : il s'est agi dès l'origine d'une "unité des contraires" à l'œuvre dans un système informatique (je pense que cette unité des contraires est à l'œuvre aussi dans le vivant, je pense que mon petit système dynamique non-linéaire informatique permet de simuler des phénomènes en nombre énorme).

Observant le petit système dynamique non-linéaire, nous sommes amenés à préciser (par généralisation) que :

- la matière comme parties de tout (MPT) est "quantifiable" (les valeurs mesurées ont individuellement un sens)

- la matière comme tout de parties (MTP) est "qualifiable" (les valeurs mesurées n'ont de sens que regroupées, et exploitées statistiquement)

Nous observons encore que la matière MM, "hésitante", n'existe que pour des valeurs de la MPT définies, mesurables, comprises entre des limites supérieures et inférieures ("domaine des valeurs efficaces"). Nous dirons donc que MPT et MTP ne sont pas toujours des "concepts scientifiques très généraux à la limite inférieure du philosophique" pertinents, utilisables. Ils ne le sont que s'ils le sont simultanément, et pour des valeurs définies de la MPT.

Dans ces domaines de valeurs, des morceaux de matière plus ou moins MPT et MTP apparaissent et disparaissent, les proportions varient, on observe ainsi des transformations réciproques de MPT en MTP et de MTP en MPT ... Il peut arriver que les proportions de MPT et de MTP oscillent de façon pseudo-périodique observable. On peut dire, il me semble, devant ces phénomènes, qu'il s'agit de "transformations qui manifestent une contradiction", que "la dialectique dans la nature est visible ici", etc. Ici, observations du petit système dynamique non-linéaire, généralisations scientifiques, et inductions philosophiques sont intimement liées et mériteraient un examen approfondi.

De plus, dans ces domaines, nous observons que la causalité des événements de capture-utilisation est "circulaire".

Nous notons que la MPT peut exister seule (en sortant du domaine des valeurs efficaces), comme cas particulier de son existence conjuguée avec la MTP, "en attente de MTP" pourrait-on dire. La MTP de même. Les effets de ces sorties sont réversibles, MTP et MPT recommenceront à lutter l'une contre l'autre si elle retournent dans le domaine des valeurs efficaces.

Nous notons par ailleurs qu'il existe dans la nature de la matière qui n'est vraiment ni MPT ni MTP, que nous appellerons matière "nonMM". Dans le langage courant, on l'appelle "matière inerte". La matière MM, elle, est couramment dite "vivante", "loin de l'équilibre", etc.

8.2) Formulation équivalente

J'ai parlé ci-dessus de deux "concepts scientifiques très généraux à la limite inférieure du philosophique", contradictoires, MPT et MTP, pour décrire la matière vivante (et au delà), et de leur unité contradictoire MM.

Cette formulation est très abstraite, et donc relativement difficile à comprendre, mais elle est indispensable pour une exposition non ambiguë.

Une autre formulation est possible, qui met en avant une "matière concrète unique en contradiction avec elle-même". Cette seconde formulation, qui ne considère qu'un seul "concept scientifique très général à la limite inférieure du philosophique", est préférable à la première si l'on veut insister sur l'unité de la matière, et être plus proche peut-être d'une démarche individuelle intuitive. Je pense que les deux formulations ont le même contenu, et sont complémentaires quant à l'usage : il faut donc les garder toutes les deux

Entrons donc dans la seconde formulation : "une seule matière, concrète, en contradiction avec elle-même".

- Il s'agit d'une matière en "mouvement interne" (en transformation constante), il s'agit de deux tendances qui concernent l'évolution dans cette matière, de deux tendances en lutte l'une contre l'autre, dont la contradiction EST l'essence (?) même du mouvement interne.

- "Matière en contradiction avec elle-même" fonctionne comme un procédé de classement : je regroupe à un pôle de la contradiction les propriétés qui vont bien pour décrire ce pôle, et à l'autre pôle de la contradiction les propriétés contraires. Cela pourrait ne pas fonctionner, mais ce n'est pas le cas, à l'expérience cela fonctionne .

- L'idée de départ, l'idée essentielle dans ma proposition, n'est pas dans la propriété que j'ai actuellement retenue comme la plus pertinente (en attendant un accord éventuel sur ce point) "tout de parties" contre "parties de tout", pour qualifier les deux tendances en lutte. L'essentiel est dans la mise en avant d'un certain processus remarquable de la nature, d'une certaine contradiction dialectique remarquable dans la nature en mouvement (je l'ai appelé "PXNC", et je l'ai simulé dans un petit système dynamique non-linéaire informatique "métaphorique"). Pour décrire cette contradiction d'importance universelle, un grand nombre de propriétés observées expérimentalement sont en fait nécessaires, et pas seulement une seule : "tout de parties" contre "parties de tout", quantitatif contre qualitatif, non-linéarité, rétroactions positives et négatives, thermodynamique des systèmes ouverts, émergence, structures dissipatives, structures auto-adaptatives, etc.

Il va de soi que le "concept scientifique très général à la limite inférieure du philosophique" de "matière en contradiction avec elle même" est plus large que celui de "matière vivante" : les structures dissipatives de Bénard (tourbillons) en font partie, ainsi que les microtubules (tubuline), etc., et ce ne sont pas là des objets "vivants".

Les concepts scientifiques et le vocabulaire spécifique peuvent d'ailleurs varier selon le domaine ou l'échelle retenue. Par exemple, si l'on tentait d'étendre la pertinence de cette contradiction au quantique (est-ce possible ?), il faudrait sans doute revoir bien des choses, je ne saurais pas le faire.

- "L'avancée conceptuelle " que je propose met en avant une contradiction générale remarquable dans la nature, dans la matière en transformation constante : elle permet ainsi de faire un exposé synthétique, un exposé d'observations que la mise en avant d'une seule propriété contradictoire ne permettrait pas ("tout de parties" contre "parties de tout" par exemple, ou "non-linéarité", etc.).

-Utilisant ce qui précède, je considère des "paires de niveaux d'organisation" dans la matière vivante, des paires de niveaux dont les frontières communes sont sans cesse mouvantes, remises en question. Il n'y a pas que deux niveaux dans la matière vivante, mais beaucoup plus, imbriqués les uns dans les autres. Je propose de les étudier par paires, comme des unités contradictoires. C'est une vieille technique intellectuelle, bien rodée, et efficace - par trois, on ne sait pas bien faire.

8.3) Philosophie de Hegel

Désigner comme on le fait dire à Hegel ce processus universel par "saut du quantitatif au qualitatif" est appauvrissant, et c'est même faux (le quantitatif ne disparaît pas).

Examinons la notion (liée au fonctionnement de mon petit système dynamique) de "domaine continu de valeurs efficaces, pour des expériences non-triviales, c'est-à-dire avec émergence" : le "domaine" est borné par des "seuils". Dans le domaine, il peut y avoir des expériences non triviales, c'est à dire des aventures liées passionnantes de la quantité et de la qualité. Dans le domaine, il y a des expériences où "on saute lentement" : on peut, par exemple, voir, étudier les rapports de la quantité et de la qualité.

Dans le "petit système dynamique non-linéaire", le mien, il y a un intervalle temporel, une durée, entre le début des expériences appartenant au domaine où il n'y a que de la matière MPT, et la fin de ces expériences où il n'y a que de la matière MTP (une expérience peut durer des heures, et comporter des dizaines de milliers de pas de programme). Chez Hegel, ce début et cette fin de chaque expérience sont confondus, il n'y a aucun intervalle temporel entre les deux, le saut qualitatif de la MPT à la MTP est instantané, l'émergence est instantanée. Chez moi "l'émergence" est progressive, concrète, elle a une durée.

L'émergence chez Hegel est un saut qualitatif, chez moi c'est un processus concret. Première difficulté : Hegel ne pouvait pas connaître le processus que nous étudions. Deuxième difficulté : je donne au mot "émergence" une signification assez couramment partagée de "processus créateur", mais qui n'est pas celle de nombreux scientifiques pour lesquels il s'agit comme pour Hegel d'un saut qualitatif.

Mon petit système dynamique non-linéaire est-il le seul à présenter des "sauts qualitatifs lents" ? Le seul à contredire/enrichir Hegel ? Absolument pas, citons par exemple le système de Belouzov-Zhabotinsky (moins démonstratif de ce point de vue toutefois). La question est importante pour la biologie, pour la révolution imaginée par les communistes, etc.

8.4)

La "matière en contradiction avec elle-même" a la propriété très étrange de se laisser voir comme un autre sujet par le sujet qui l'observe. Par exemple, il arrive qu'on considère comme "vivantes" les structures de grands ronds qui apparaissent dans mon petit système dynamique non-linéaire, il arrive qu'on s'investisse psychologiquement dans leurs "aventures" de construction/déconstruction, dans leurs "luttes". Je ne sais pas comment traiter ce fait très important, à l'origine des déviations vitalistes, sauf à le désigner seulement, et à dire "il faut le prendre en compte".

Bien sûr le phénomène n'apparaîtrait pas si les processus de la "matière en contradiction avec elle-même" étaient prédictibles, si leurs chaînes causales étaient individuellement vérifiables. Ces processus sont seulement déterministes et explicables en principe.

La "propriété très étrange" justifie à elle seule, me semble-t-il, l'intérêt de la "matière en contradiction avec elle-même" comme objet d'intérêt philosophique, voire catégoriel. En effet, cette propriété n'est pas scientifique, au sens où elle intervient seulement dans l'interprétation des faits par moi. C'est une propriété subjective.

A mon avis, il y a intérêt à dompter la "propriété très étrange".

Il me semble que cela concerne essentiellement les philosophes, mais aussi les scientifiques curieux de comprendre pourquoi et comment leurs travaux peuvent parfois nourrir des interprétations rétrogrades.

Le travail de la science fait reculer le "très étrange", mais je crois qu'il en restera toujours des traces. Je suis encore étonné par mon petit système dynamique non-linéaire, même sachant comment il fonctionne. Plus généralement, je peux aimer, détester une personne, même sachant que son fonctionnement est déterministe, n'est-ce pas très étrange ?

9) Encore un croquis conceptuel (12/2002)

Je propose : L'émergence peut être considérée comme une catégorie philosophique au sens plein du terme, et non pas seulement comme un "concept scientifique très général à la limite inférieure du philosophique".

L'émergence comme catégorie est le rapport entre "je, créateur objectif", ET "je, créateur subjectif".

Il s'agirait d'une unité de contraires, chacun des contraires serait contenu dans l'autre. Ce qui suit a-t-il du sens :

- Quand "Je" est créateur au sens subjectif (travail subjectivement libre de ma capacité à critiquer, de mon imagination etc.), alors mon corps, mon cerveau, dans la représentation que j'en ai, sont capables de création objective

- Quand mon corps, mon cerveau, sont créateurs au sens objectif, alors "je" (organisation objective interne de cohérence), se dit "libre, créateur, etc." : on peut entendre objectivement ces paroles

Je rappelle que, quand mon petit système dynamique non-linéaire fonctionne, l'expérimentateur s'investit psychologiquement dans les luttes et créations des structures : il prend parti. C'est tout l'intérêt des expériences informatiques que je propose (et même le seul intérêt, si l'on veut bien regarder les choses au fond). L'expérimentateur introduit involontairement des "Je" dans les structures. Le reconnaître c'est faire du travail philosophique. Le travail philosophique appelle à ce genre d'introspection.

Sous une forme encore plus condensée:

Il y a à la fois :

- émergence, dont le contenu est "étonnement". ("étonnement" pour illustrer par un cas particulier mais significatif l'activité subjective)

- étonnement, dont le contenu est "émergence".

Ou encore :

- L'étonnement émerge.

- L'émergence étonne.

Il est clair qu'on joue ici avec "objectif / subjectif" : "émergence" est le pôle objectif, et "étonnement" le pôle subjectif.

En développant le discours, on pourrait parler d'une "émergence créatrice d'ordre dans la matière et la pensée", et illustrer par l'exemple de la civilisation Khmer d'Angkor, pourquoi pas ?

Ce dernier "croquis conceptuel" est "philosophique", il est même "catégoriel", il explicite le rapport "objectif / subjectif". Les autres croquis conceptuels proposés ne sont que "à la limite inférieure du philosophique". Ils explicitent l'essentiel des connaissances scientifiques qui vont servir de base à la définition de la catégorie, ils signalent des phénomènes accompagnateurs externes "psychologiques" quasi constants. Ils annoncent la découverte d'une catégorie. C'est le vocabulaire que je propose.

Selon ma façon de voir, il n'y a pas à choisir entre ces différents croquis. Ils tentent de décrire la même chose, ils se complètent, ils sont encore insuffisants.

Bien évidemment il faut discuter, on peut sûrement améliorer.

10) En résumé

 J'ai peut-être quelque chose à dire, car je peux expérimenter avec mon petit système dynamique non-linéaire, et donc préciser les faits, d'où peut-être préciser les commentaires, le vocabulaire, les concepts ?

Mon petit système dynamique non-linéaire est parfaitement déterministe, et en même temps imprédictible par la faute des faiblesses de l'observateur, et non par "hasard fondamental". C'est la conclusion d'expériences répétées des milliers de fois. Et je fais le pari que ce petit système dynamique non-linéaire est représentatif des phénomènes aléatoires du même genre (émergence etc.) dans les domaines de la physique, de la biologie, de la sociologie etc .

Ce petit système, d'une part, est un système dynamique non-linéaire réel, concret, paramétrable (c'est un organisme, une machine qui fait beaucoup travailler le silicium) - d'autre part il simule des systèmes physiques, biologiques, sociologiques, eux aussi dynamiques et non-linéaires, sensibles aux conditions externes, existants dans la nature.

Tel réseau de concepts scientifiques et philosophiques à la disposition des chercheurs est-il pertinent pour comprendre le fonctionnement de mon petit système dynamique non-linéaire ? Je propose là un test expérimental pour les concepts.

J'appelle pour ma part le réseau de concepts que j'utilise (en cours d'élaboration) "Procédé X de la Nature Créatrice". Avec mon petit système dynamique non-linéaire, les aventures liées de la quantité et de la qualité (disons "l'émergence hésitante de qualités nouvelles"), dans des domaines continus bornés, peuvent être mesurées, enregistrées, comparées, étudiées, en attribuant librement des valeurs numériques aux paramètres initiaux.

"L'émergence hésitante de qualités nouvelles" n'est-elle pas la forme la plus probable de la révolution dans la société pour laquelle nous militons ? Je le crois, et c'est une des raisons pour lesquelles j'insiste en faveur d'une catégorie philosophique nouvelle que j'appelle "émergence", qui surplombe un ensemble de concepts d'autorité moindre, le tout décrivant un phénomène "hésitant", durable, entre des seuils de conditions favorables (dans une fenêtre), tous aspects auxquels l'expression "saut qualitatif" de Hegel ne me fait pas clairement penser. Il reste sûrement à travailler pour que la catégorie "d'émergence" avec ses concepts périphériques émerge.

Mon "petit système" est illustré notamment par le logiciel 2, et par les logiciels 8 et 9.

Le lecteur trouvera de nombreux développements fondamentaux dans le livre récent, auquel l'auteur du présent site a collaboré, "Emergence, complexité, et dialectique - Sur les systèmes dynamiques non linéaires", publié chez Odile Jacob, à Paris (avril 2005) CLIC ICI

Le livre de Hugues Bersini "Des réseaux et des sciences ... " (Vuibert, octobre 2005, voir bibliographie) m'a fait découvrir que mon "Système dynamique non-linéaire" est, en utilisant d'autres termes, un "Réseau fonctionnel dynamique (et métadynamique) global".
Pour mon SDNL interprété en termes de Réseau, CLIC ICI

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11) Note de février 2010

"L'émergence hésitante de qualités nouvelles" dans un individu qui devient une personnalité, et "l'émergence hésitante de qualités nouvelles" dans le collectif où milite cet individu-personnalité (collectif qui devient une société humaine dans l'humanité tout entière), sont deux émergences différentes et liées. Comment ? Il faut les bien situer l'une par rapport à l'autre. Voir logiciel 3 niveaux séparés par 2 émergences : ici la première émergence est interne à la seconde

Dans les logiciels Devdur (avril 2008) les deux émergences en interaction sont externes l'une à l'autre. Voir Développement durable 1 er Développement durable 2


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