Comprendre l'émergence

 

JUIGNET Patrick 

 

L'émergence est un concept récusé par les réductionnistes car, pour eux, le monde se ramène à une substance matérielle (hypothèse ontologique) explicable par la physique (hypothèse épistémologique). Ils accusent donc l'émergence d'être un concept sans fondement. Pour comprendre l'émergence, il faut accepter de se placer dans une perspective ontologique pluraliste et accepter que le réel soit pluriel, irréductible à une substance homogène.

 

Pour citer cet article :

JUIGNET Patrick. Comprendre l'émergence. Philosophie, science et société [en ligne] . 2015. https://philosciences.com/Pss/philosophie-generale/complexite-systeme-organisation-emergence/39-comprendre-l-emergence

 

Plan de l'article :


  1. Le secret de l'émergence
  2. Discussion sur l'idée d'émergence
  3. La complétude, l’émergence et le réductionnisme
  4. Conclusion : une affaire d'ontologie 

 

Texte intégral :

1. Le secret de l'émergence

Une explication simple 

Une manière intéressante et simple d'expliciter ce qu'est l'émergence se trouve chez Ludwig von Bertalanffy, dans un écrit de 1945 l'article de synthèse sur la systémologie générale (Zu einer allgemeinen Systemlehre) :

Il écrit :

Les entités complexes peuvent se différencier de trois manières distinctes : (1) par le nombre [d’éléments] ; (2) par l’espèce [des éléments] ; (3) par les relations entre éléments […] Dans les cas (1) et (2), le complexe peut être vu comme la somme des éléments considérés de manière isolée. Dans le cas (3), nous devons non seulement connaître les éléments, mais aussi leurs relations mutuelles. Nous appelons sommatives les caractéristiques relatives à la première situation, et constitutives celles relative à la seconde. On peut aussi dire que les caractéristiques sommatives d’un élément sont celles qui ne dépendent pas de son appartenance au complexe ; les propriétés et modes de comportement de ce dernier sont donc conservés par la sommation des caractéristiques et modes de comportement des éléments connus à l’état isolé. Les caractéristiques constitutives sont par contre telles qu’elles dépendent des relations spécifiques à l’intérieur du complexe ; pour connaître de telles caractéristiques, il faut donc connaître non seulement les parties, mais aussi les relations […] Le sens de l’expression un peu mystique selon laquelle « le tout serait plus que la somme de ses parties » est simplement que les caractéristiques constitutives ne sont pas explicables à partir des caractéristiques des parties connues et étudiées seulement à l’état isolé. Les caractéristiques du complexe apparaissent donc comme « nouvelles », ou « émergentes », par rapport à celles des éléments. Mais si l’on connaît l’ensemble des parties réunies dans le système et l’ensemble de leurs relations mutuelles, alors le comportement du système est déductible de celui des parties ; on peut aussi dire : tandis qu’une somme peut se concevoir comme s’étant formée progressivement, le système en tant qu’ensemble des parties et de leurs relations mutuelles doit être pensé comme posé d’un seul coup." 

Il faut considérer des entités dont les caractéristiques constitutives ne sont pas explicables à partir des caractéristiques de leurs parties constitutives. Ces caractéristiques apparaissent (émergent) à partir de la combinaison qui s'est crée spontanément. Elles viennent de la combinaison, ce qui n'a rien de mystérieux, ni de métaphysique.

Renoncer ou pas au réductionnisme ?

Dans l'optique matérialiste et/ou physicaliste, il est impossible de concevoir l'idée d'émergence. Pour qu'un tel concept soit pensable, il faut renoncer à la vision substantialiste et matérialiste du monde, car celle-ci postule un monde unifié et homogène composé d'une seule substance. Rien ne peut émerger, c'est-à-dire apparaître et se différencier dans un tel monde. Si on renonce à l'homogénéité du monde et qu'on le conçoit en termes de niveaux ontologiques différenciés, tout change. Voyons les conséquences de cette hypothèse.

On peut faire le postulat que le monde n'est pas homogène et qu'il est constitué par des niveaux ou champs ontologiques diversifiés. Une manière simple d'expliquer cette différenciation est de considérer que se forment spontanément des degrés d'organisation/intégration. Leur nombre ne peut pas être prédéfini, car il n'y a aucun motif pour cela et l'on suppose donc a priori un nombre indéterminé de niveaux ou modes d'existence dans le monde. Pour comprendre l'émergence, il suffit d'admettre que le niveau N+1 est constitué par les éléments du niveau N, lorsqu'ils s'auto-organisent et prennent une autonomie. Si les ensembles constitués, de complexité supérieure, sont stables, ils ont des propriétés propres qui sont différentes de celles de leurs composants de type N. 

Pour comprendre ce type de raisonnement, il faut accepter d'avoir une vision plutôt "holistique". Le holisme est une vision d'ensemble ou globale qui admet que la totalité produite par composition à une existence autonome. Autrement dit, il faut accepter que l'entité globale existe vraiment, que ce n'est pas une entité illusoire qui se dissipera sous les effets de l'analyse (ce qui est le credo réductionniste). Selon la pensée réductionniste, les ensembles de niveau N+1 sont totalement décomposables et réductibles à ceux du niveau N. Dans ce cas, rien n'émerge. L'idée d'émergence implique le holisme qui suppose que les entités composées ont une existence vraie et des propriétés propres.  

Si, dans une perspective holistique, on admet la complexification organisationnelle et qu'on en étudie les effets, on constate que les entités globales ont une action sur les unités sous-jacentes dont elles sont formées (il se produit une rétroaction au niveau inférieur). C'est ce qui explique que des dynamiques vraiment nouvelles puissent se créer. En effet, elles ne dépendent pas des constituants de plus bas niveau, puisqu'elles n'existent que par rétroaction des entités de haut niveau sur les précédents. Pour le saisir, cela implique d'avoir une approche dynamique, c'est-à-dire de considérer les interactions s'effectuant dans le temps.

De plus, une fois formées, les entités de type N+1 interagissent entre elles et, de cette interaction, naissent des manifestations factuelles qui caractérisent le niveau N+1. Dire que le niveau N+1 émerge du niveau N signifie à la fois qu'il se constitue à partir du niveau N et qu'il a une existence propre et des propriétés différentes de N. Il y a une filiation et une dépendance eu égard au niveau inférieur, mais aussi une autonomie du niveau supérieur et une rétroaction du supérieur sur l'inférieur.

Au vu des connaissances actuelles, il est difficile de considérer qu'une région ontologique (par exemple biologique), une fois formée, n'existerait pas vraiment. Les constituants biologiques sont stables, ils interagissent entre eux et, de cette interaction, naissent des propriétés différentes des propriétés physiques. Les sciences du vivant qui s'y intéressent n'ont jamais été démenties et leur spécificité épistémologique est une indication non négligeable quant à l'existence du champ qu'elles étudient. Considérer le vivant comme une illusion qui se dissipera, lorsque dans un lointain avenir on l'aura ramené à des états physiques, est un pari osé.

Il n'y a aucun mystère dans l'émergence, aucune supposition d'une force spéciale et mal connue, ni même d'un agent organisateur. Il n'y a pas de secret de l'émergence, c'est un concept qui tient à l'idée d'une organisation du monde de complexité croissante, mais qui demande d'adopter un point de vue à la fois holistique et dynamique.

Comparaison avec le physicalisme non réductionniste

Pour mieux comprendre l'émergentisme, on peut le situer par rapport au physicalisme non réductionniste. D'après Anouk Barberousse, Max Kistler, Pascal Ludwig, dans La philosophie des sciences au 20e siècle (Paris, Flammarion, 2000, p. 220), il existe un physicalisme non réductionniste selon lequel il n'existe que les entités décrites par la physique, mais qui admet que l'agrégation des entités fondamentales conduise, à partir d'un certain niveau de complexité, à des totalités gouvernées par des lois différentes de celui de la physique. Ces entités complexes correspondent à différents niveaux de réalité qui ont des régularités nomologiques propres.

La thèse émergentiste est presque la même à ceci près qu'elle admet que les niveaux complexes aient une existence. D'un point de vue pratique, la différence est très faible. Ce qui les différencie tient à la question de l'existence. La réalité complexe est déclarée existante au même titre que la simple, car, du point de vue ontologique (du réel), l'émergentisme admet une pluralité. Le physicalisme n'admet pas la pluralité et affirme, au contraire, une unité physique/matérielle du réel. Que le monde soit un et continu et que tout aspect du monde ait sa détermination dans le monde est de bon sens, mais affirmer que le monde est constitué d’une seule substance matérielle ou d’un seul mode physique d'existence est abusif. Une telle attitude nie les possibilités de création par complexification.

2. Discussion sur l'idée d'émergence

L'émergence n'est pas un concept ensembliste

Il est possible, sous certaines conditions, que se forment des agrégats ou des formes que nous percevons d'un bloc. Un agrégat n'est pas autonome et irréductible par rapport à ses constituants et n'est donc pas émergent. L'exemple le plus ancien et le plus grossier est donné par les constellations étoilées. Ces formes vues dans le ciel ne correspondent à rien. Ce ne sont pas des entités organisationnelles, elles n'ont aucune propriété propre. Ce ne sont même pas des amas qui pourraient faire l'objet d'une approche globale. Il s'agit d'une forme visuelle permettant un repérage dans le ciel, mais rien de plus.

Un autre cas trompeur est celui des ensembles massifs, constitués d'un très grand nombre d'éléments. Certains assemblages peuvent faire l'objet d'une approche globale en physique, comme les gaz. La loi de Mariotte est une loi ensembliste qui s'applique à un très grand nombre de molécules de gaz prises toutes ensembles. La réduction est possible, au moins en théorie (même si le calcul est trop long). Le comportement de cet ensemble de molécules manifeste des propriétés qui découlent directement des propriétés des molécules. Dans ce cas, il est abusif de parler d'émergence. En effet, des ensembles ne sont pas des entités ayant une autonomie justifiant des lois propres (non déductibles) et, dans ce cas, la régression réductionniste vers le plus simple est justifiée (si tant est qu'il soit possible).

Un autre type de cas, un peu plus difficile à trancher, est celui des ensembles avec interaction interne permettant une stabilité, comme les dunes de sable ou les vagues. La dune n'est pas un simple effet de notre perception, elle a une autonomie empirique. Une fois amorcée, elle rétroagit sur le mouvement du sable, si bien qu'elle prend une forme particulière, puis interagit sur les autres dunes alentour. Peut-on parler d'émergence dans ce cas ? On est à la limite pour deux raisons. La dune a bien une forme particulière, ce n'est pas un agrégat de sable informe, mais son identité est faible. D'autre part, si la théorisation actuelle est ensembliste, il n'est pas absolument exclu qu'elle puisse être faite analytiquement.

Autre exemple d'ensemble macroscopique stable, la flamme. Une bougie éteinte ne s'enflamme pas spontanément. Son état stable est d'être éteinte. Si on l'allume avec une allumette, elle ne s'éteint pas spontanément et continue à brûler. Il se forme un complexe macroscopique auto-organisé qui entretient la combustion. Une flamme n'est pas pour nous une entité émergente, elle n'est pas constituante d'une forme d'existence stable du monde. C'est seulement un ensemble macroscopique repérable parce que momentanément stable. Dans les deux derniers cas, il y rétroaction du macroscopique sur le microscopique. L'organisation macroscopique produit les conditions nécessaires aux processus microscopiques qui forment l'ensemble macroscopique. C'est ce que l'on appelle parfois la clôture organisationnelle. Mais, cela n'est pas suffisant pour parler d'émergence.

Les agrégats, formes et ensembles stables ne ressortissent pas du concept d'émergence tel que nous le définissons et son emploi est abusif dans ces cas (ou alors pris dans une acception faible). Voyons quelques exemples. Les automates cellulaires sont fréquemment donnés pour illustrer l'émergence. C'est uniquement une perception ensembliste qui donne l'impression d'une entité nouvelle, mais celle-ci peut être entièrement expliquée  par  les règles  régissant les éléments constitutifs. Il n'y a pas de nouvelle loi qui serait propre à l'entité et l'entité globale nouvelle n'a pas d'action sur le monde, ni ne peut interagir avec des entités du même type. Il s'agit plutôt d'un exemple de théorisation ou modélisation.

Dans ce cas, il y a apparition et répétition d'une forme originale à partir de règles simples (qui ne le laissaient pas supposer). On peut plutôt les voir comme des modèles formels d'émergence et non comme la réalisation d'une entité émergente. Les machines non triviales de von Foerster (qui fonctionnent selon un déterminisme strict) ne sont pourtant pas prévisibles. La sortie actuelle dépend de l'histoire du système et des inputs précédents. Il y a la possibilité d'une nouveauté, mais rien d'émergent au sens de constitutif.

Emergence n'est pas survenance

Pour le philosophe américain Jaegwon Kim, l’émergentisme est une conception d’après laquelle le "monde naturel s’organise selon une hiérarchie ascendante de niveaux, du plus bas au plus élevé, du plus simple au plus complexe". En ce qui concerne la forme faible de l’émergentisme, les niveaux d’organisation sont hiérarchisés et procèdent les uns des autres. C’est le principe qu'il nomme « méréologique », selon lequel tout objet d’un niveau donné est composé par des entités du niveau adjacent inférieur (et ainsi de suite jusqu’au dernier). [Note : méréologique vient du grec meros qui signifie partie et, généralement, "méréologie" désigne la théorie des relations entre les parties et le tout.]

On doit à Donald Davidson (1970) la paternité du concept de survenance. Il a été forgé pour ménager l'esprit dans un contexte matérialiste. Un aspect du monde survient sur un autre si tout changement du premier provoque un changement du second. Le second dépend de celui sur lequel il survient, sans pour autant perdre son individualité. Le concept de survenance ("supervenience") a été utilisé pour exprimer une forme de dépendance sans réduction.

Davidson considérait que les propriétés mentales dépendent (surviennent sur) des propriétés physiques, sans pour autant pouvoir être déduites de ces propriétés physiques. Pour lui, l'idée de survenance implique qu'il ne peut y avoir deux événements en tous points identiques physiquement, mais différents mentalement, ou qu'un état mental peut changer sans changement au niveau physique (Davidson, 1970). Richard Mervyn Hare (1984), philosophe à Oxford, utilise le terme « survenance », dont l'usage est aujourd'hui largement répandu. Une propriété (biologique, par exemple) « survient » sur une autre (physique en l'occurrence), si des variations pour la première impliquent des différences dans la seconde, mais pas nécessairement l'inverse.

Ce réductionnisme modéré prend une forme non éliminativiste : les connaissances des niveaux complexes n’ont pas à être éliminées, mais elles sont potentiellement dérivables de celles des niveaux simples. Par contre, ces niveaux n'ont pas d'autonomie ontologique dans ce "physicalisme non réductionniste". Cette position essaie de sauvegarder le caractère causal et explicatif des propriétés mentales, tout en reconnaissant leur dépendance par rapport au niveau physique. L'enjeu est de maintenir une autonomie à l'esprit sans admettre pour autant le dualisme.

Pour Jaegwon Kim, le physicalisme non-réductionniste combine deux idées incompatibles : premièrement, l'idée que le mental est ontologiquement dépendant du physique, et deuxièmement, l'idée que le mental a une causalité propre et a la capacité d'influencer le physique qui soutient son existence. Pour Kim, l'affirmation du physicalisme rend le mental causalement inefficace : les causes mentales deviennent des épiphénomènes. Les deux options sont exclusives, il faut choisir, dualisme ontologique (non-réductionnisme) et abandonner le physicalisme, OU choisir le physicalisme et abandonner l'existence du mental.

L'idée de survenance est un effort théorique pour résoudre le problème insoluble du dualisme. Il s'agit de garder le réductionnisme sans aboutir à sa conséquence éliminativiste (l'esprit, la pensée n'existent pas). Avec le développement de la philosophie de l'esprit, il est devenu difficile de soutenir que l'esprit n'existe pas ou qu'il y ait une absence totale de causalité mentale. Le concept tente de concilier l'existence des phénomènes mentaux avec leur dépendance à l'égard des phénomènes physiques. 

Selon nous, la (bonne) question n'est pas la survenance de l'esprit sur le physique, problème métaphysique insoluble, mais de savoir si l'émergence d'un niveau de complexité, permettant la pensée et la représentation, à partir du niveau neurobiologique, est possible, problème qui peut trouver une solution.

3. La complétude, l’émergence et le réductionnisme

Par complétude on entend que tout fait appartenant à un champ de recherche soit entièrement déterminé et trouve une explication complète et exclusive au sein de ce champ.

La complétude

La complétude causale nomologique et explicative des états physiques soutenue par le fort courant physicaliste du XIXe siècle a été reprise par la philosophie analytique du XXe siècle (par exemple, Ernest Nagel, 1961).

Selon cette thèse, tout état physique a des causes physiques suffisantes, il est soumis à des lois exclusives et on peut en donner une explication théorique complète. Aucun fait n’échappe à cela et donc, on ne doit pas chercher d’autre explication. La conséquence est un réductionnisme ontologique et épistémologique.

- Dans la mesure où le niveau microphysique (atomes et particules) constitue la base de tout ce qui existe dans le monde, il s’ensuit que tous les autres niveaux chimique, biologique, cognitivo-représentationnel, social, dépendent de lui. Une illustration en est donnée par  l'allégorie du "monde simpliciter". Si on réalisait une duplication exacte du niveau microphysique, les autres niveaux du monde, qui s'édifient sur ce niveau dupliqué, seront identiques à ceux du monde existant. Car,

"nous savons que tous les objets qui existent dans le monde réel se sont développés à partir d'objets microphysiques et uniquement de lui ». (Michael Esfeld, Introduction à la philosophie des sciences, p. 211).

- Toutes les explications dans les sciences se répondent et peuvent se déduire les unes des autres. Il est possible et souhaitable de donner une explication physique à tout ce qui a aussi une autre explication (par exemple biologique), car la physique est première. C’est la seule science universelle (valable dans le monde sans exception), fondamentale (ne dépend pas d’autres théories) et complète (ne requiert aucune explication supplémentaire).

Le réductionnisme se fondant sur l’affirmation (exacte) que le niveau physique est le plus simple et le plus basal, il suppose que tout pourrait y être ramené, c'est-à-dire être identifié à des occurrences physiques. (voir l'article sur le réductionnisme).

Une complétude émergentiste ?

Différents points sont critiquables, car ils s'appuient sur un postulat substantialiste et réductionniste :

Que le monde soit un et continu est probable, mais que le monde soit fait d’une seule substance matérielle ou d’un seul mode nommé physique est une affirmation abusive. Une telle attitude nie les possibilités de création par complexification. Or, il est certain qu’un niveau (par exemple biologique) une fois formé, les constituants biologiques de ce niveau interagissent entre eux et que, de cette interaction, naissent des propriétés différentes des propriétés physiques.

Qu’on puisse tout expliquer selon le seul principe causal est abusif. C’est confondre déterminisme et causalité. Dans les niveaux complexes, il existe des déterminations multiples et dynamiques se pondérant et aboutissant parfois à des équipotentialités qu’on ne peut ramener à un enchaînement linéaire de causes et d’effets.

Supposer une complétude explicative de toutes les sciences réunies est illusoire. C’est supposer une possibilité analytique et une possibilité de connaissance toutes deux infinies. Ramener ne serait-ce qu’une bactérie à une théorie microphysique est inenvisageable. En pratique, les sciences actuelles ne sont pas unifiées. La physique, même au sein de son domaine propre, est en attente d’une unification.

Par contre, l’idée de complétude est intéressante. Chercher une unité ou au moins une homogénéité qui permettrait un degré de complétude nomologique paraît légitime. Une telle idée peut se défendre au sein d’un domaine précis. Pourquoi peut-on supposer qu’une unification soit possible dans un domaine ? Parce qu’il a une parenté ontologique à laquelle doit correspondre une unité nomologique. Nous serions en faveur de la recherche d’une « complétude émergentiste », c'est-à-dire par niveaux ou champs ontologiques.

Que tout fait empirique appartenant à un champ de recherche ait sa détermination au sein de ce champ et trouve une explication complète et exclusive par la théorie de ce champ est possible et réalisé dans divers domaines. Cela sous-entend que ce champ est autonome et qu'il est pourvu d'un certain degré de fermeture par rapport aux autres, ce qui est compatible avec l'idée d'émergence.

4. Conclusion : un affaire d'ontologie

Comprendre l’émergence demande d’abandonner un certain nombre d'habitudes de pensée de type strictement analytique, réductionniste et physicaliste. Elles rendent l'idée incompréhensible et inacceptable, car elles imposent une métaphysique postulant l'unicité de la substance qui, en dernier ressort, conduit à n'admettre comme existantes que les entités physiques. On le voit en comparant avec le physicalisme matérialiste non réductionniste, ce qui le différencie de l'émergentisme tient uniquement à la question de l'existence du complexe. L'émergence demande une ontologie pluraliste selon laquelle le réel comporte plusieurs formes d'existence.

 

Bibliographie :

Bertalanffy L., (1945) "Zu einer allgemeinen Systemlehre", Blätter für deutsche Philosophie, 18, 3/4, 1945. Traduction Pouvreau David Thèse EHESS p. 52. 

Barberousse A., Kistler M., Ludwig P., La philosophie des sciences au 20e siècle, Paris, Flammarion, 2000.

Engel P., Introduction à la philosophie de l'esprit, Paris, La découverte, 1994.

Esfeld M.,  Introduction à la philosophie des sciences, Lausanne, PPUR, 2009. 

Kim J., La survenance et l'esprit, vol I, Paris, Ithaque, 2008.

 


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