De l’émergence dans le monde

Le concept d’émergence est sujet à controverses. Pourtant, c’est un concept intéressant et porteur d’avenir, car il suggère une conception du monde plurielle et originale. Son adoption pourrait conduire à un changement de paradigme à la fois sur le plan philosophique et sur le plan scientifique.

Pour citer cet article :

JUIGNET Patrick. De l’émergence dans le monde. Philosophie et connaissance [en ligne]. 2016. https://philosophie.site/2016/01/23/emergence-dans-le-monde/


PLAN DE L’ARTICLE

  1. L’origine du concept d’émergence
  2. La définition adoptée pour l’émergence
  3. Les concepts  associés à celui d’émergence
  4. Discussion sur l’émergence
  5. Conclusion : un concept intéressant

 1. L’origine du concept d’émergence

L’idée vient deJohn-Stuart Mill qui, dans A system of logic(1862), considère que la juxtaposition et l’interaction des parties constitutives d’un être vivant ne suffisent pas à expliquer les propriétés de ce dernier. À la suite de Mill, des philosophes britanniques ont appelé cette caractéristiqueemergent. On peut citer à ce propos Georges Henri Lewes(Problem of Life and Mind, 1875), qui suggère que « des entités émergentes peuvent être le résultat de l’action d’entités plus fondamentales et pourtant être parfaitement nouvelles ou irréductibles par rapport à ces dernières ».  L’idée centrale de l’émergence est lancée. Lewes utilise le terme pour qualifier des systèmes et des processus incompréhensibles du point de vue mécanique. Comme exemple, il cite l’eau dont les propriétés ne résultent pas de celles de l’hydrogène et de l’oxygène qui la composent.

Auparavant, dans son Cours de philosophie positive (1842), Auguste Comte avait envisagé divers ordres de phénomènes selon « leur degré de simplicité … ou de généralité, d’où résulte leur dépendance successive et, en conséquence, la facilité plus ou moins grande de leur étude ». Il établit deux grandes classes, celle des phénomènes des corps bruts et celle des phénomènes des corps organisés. « Ces derniers sont évidemment, en effet, plus compliqués et plus particuliers que les autres ; ils dépendent des précédents , qui au contraire, n’en dépendent nullement ». (Cours, 2e leçon, in Œuvres choisies, Aubier, pp. 119-120). Comte parle de la plus grande complexité de certains phénomènes et de corps, complexité due à leur organisation.

Au début des années mille neuf cent vingt, Samuel Alexander et Lloyd Morgan bâtirent une théorie connue sous le nom « d’évolutionnisme émergent ». Le monde se développerait à partir de ses éléments de base en faisant apparaître des configurations de plus en plus complexes. Lors de cette croissance et lorsque la complexité franchit certains seuils, des propriétés réellement nouvelles apparaissent. Ce processus conduit à des niveaux d’organisation hiérarchiques successifs. Selon Alexander, quatre niveaux principaux sont à distinguer dans l’évolution de l’univers : tout d’abord l’apparition de la matière à partir de l’espace-temps, puis l’émergence de la vie à partir des configurations complexes de la matière, puis celle de la conscience à partir des processus biologiques et enfin, l’émergence du divin à partir de la conscience.

De manière apparemment indépendante, une théorie des niveaux d’intégration (Theory of integrative levels) a été proposée par les philosophes James K. Feibleman et Nicolaï Hartmann au milieu du XXe siècle et, presque simultanément (1942), par Werner Heisenberg. Cette vision du monde fut popularisée par Joseph Needham dans les années 60. En associant les idées d’Auguste Comte sur la classification des sciences et la theory of integrative levels, Joseph Needham proposa une nouvelle classification des connaissances scientifiques. Il créa le Classification Research Group dont le travail aboutit à proposer une augmentation du nombre de niveaux d’intégration à considérer et des connaissances scientifiques y afférant.

En 1925, C.D. Broad, suivi en cela par un groupe de philosophes et biologistes britanniques, utilisa le concept d’émergence pour tenter de sortir du débat sur le vitalisme. La thèse mécaniste prétendait que la vie et les phénomènes biologiques pouvaient être expliqués entièrement par les lois physiques. La thèse vitaliste postulait l’existence de certaines forces comme « l’élan vital » ou « l’entéléchie ». Broad admet que les phénomènes de la vie proviennent uniquement d’entités matérielles, mais affirme qu’ils sont irréductibles aux composants. Selon Broad, une propriété émergente est entièrement due aux constituants de niveau inférieur, mais elle n’y est pas réductible. Il serait impossible, même avec une connaissance complète de prédire cette propriété à partir des éléments constitutifs.

 Dans ces mêmes années une réflexion sur le réductionnisme en physique mobilisa Franz Exner, Erwin Schrödinger et le mathématicien Émile Borel. En effet l’apparition de la mécanique quantique et de la thermodynamique statistique pose vis-à-vis de la mécanique classique la question de savoir si les lois sont dérivables les unes des autres. Comme cela semble impossible, il s’ensuit que les lois quantiques et thermodynamiques pourraient être émergentes. Il faut aussi citer Karl Ludwig von Bertalanffy, biologiste à Vienne qui fut l’inventeur dans les années 1940 de la théorie générale des systèmes, et qui fit de l’« émergence » un cheval de bataille. Selon lui, l’une des caractéristiques propre à un système est son organisation spécifique. Pour étudier ce dernier, l’analyse des niveaux d’intégration inférieurs est nécessaire mais insuffisante à elle seule.

 À Los Alamos après 1950, dans le groupe de recherche constitué pour fabriquer une bombe atomique, certains commencèrent à travailler sur les systèmes complexes, ce qui conduisit à parler d’émergence. L’idée d’émergence fut ensuite ré-évoquée par les cybernéticiens de seconde génération vers les années 60 avec Von Foerster,  Ashby, puis au Santa Fe institut dans les années 1990 avec Langton Chris Langton et internationalement diffusée sous l’impulsion de Varela et Bourgine. Puis ce sera en biologie avec Henri Atlan.  Pour ces auteurs, une propriété émergente est issue d’une organisation ou d’un comportement global qui se forme spontanément par interactions entre une collection d’éléments. Cette propriété n’est pas réductible aux propriétés des éléments, elle vient uniquement de la globalité qui s’est construite.

 Phillip Anderson, physicien à Cambridge, quelques années avant d’obtenir le prix Nobel de physique (1977), popularisa le concept d’émergence en physique par la publication d’un article intitulé « More is Different ». Il y souligna les limites de la physique des particules pour expliquer ce qui se produit lorsque des atomes s’associent entre eux. C’est pourquoi la chimie serait devenue une science indépendante, et pas une simple branche de la physique. L’émergence est revenue sur la scène intellectuelle par un biais inattendu, celui de l’étude des systèmes complexes en physique.

L’idée d’émergence a été reprise en 2005 par le physicien Robert Laughlin (Un univers différent, Fayard, Paris, 2005). Il soutient que les lois physiques résultent de comportements d’ensemble et sont relativement indépendantes de celles des entités sous-jacentes. A la suite d’expérience sur la mesure des constantes fondamentales de la physique, mesures obtenues à partir d’échantillons massifs, il en conclut que ces constantes sont la résultante d’un effet collectif. « La tâche centrale de la physique théorique de nos jours n’est plus de tenter de décrire les équations ultimes, mais bien plutôt de cataloguer et de comprendre les comportements émergents dans toutes leurs manifestations, y compris peut-être le phénomène de la vie. » (LaughinR.B. , Pines D., « The theory of everything », Proceedings of the National Academy of Sciences, vol 97, n°1, 2000, p. 28).

Il ne s’agit là que de quelques jalons historiques, car le cheminement des idées concernant l’émergence reste mal connu. Depuis son apparition, à la fin du XIXe siècle, le concept d’émergence est contesté, mais il réapparaît régulièrement.

2. La définition adoptée

Pour définir l’émergence, nous allons proposer une conception qui s’inspire de celles citées ci-dessus. Cette définition suppose une pluralité ontologique du monde, c’est à dire que le réel ne soit pas homogène.  Dans ce cadre précis, l’émergence désigne le processus de formation des degrés d’existence plus complexes.

Pour définir l’émergence, nous allons proposer une conception qui s’inspire de celles citées ci-dessus. Cette définition suppose une pluralité ontologique du monde, c’est à dire que le réel ne soit pas homogène.  Dans ce cadre précis, l’émergence désigne tout simplement le processus de formation de nouveaux degrés d’organisation et d’intégration.

D’un point de vue empirique l’émergence est une façon de désigner la formation d’entités complexes irréductibles ou, comme le dit le sociologue Pierre Bourdieu, de noter « le passage d’un système de facteurs interconnectés à un système de facteurs interconnectés autrement » (Bourdieu P., Manet Une révolution symbolique. Paris, Seuil, 2013. p. 384).

Pour parler d’émergence, il faut que les entités individualisées ou des systèmes se différencient de leurs composants élémentaires par des propriétés spécifiques, qu’elles perdurent un certain temps et que les faits observables rapportés à ces entités complexes apparaissent grâce à elles et disparaissent si elles sont dissociées. Une entité émergente peut être de nature physique, chimique, électronique, biologique, psychologique, ou autre, il importe seulement qu’elle soit composée de divers éléments qui sont liés et intégrés entre eux. Par exemple, en biologie, les tissus par rapport aux cellules qui les composent sont des entités émergentes. On considère que l’entité amène des propriétés nouvelles qui existent grâce à elle. Inversement, si on dissocie l’entité en ses éléments constitutifs (les cellules et fibres) les propriétés disparaissent.

Les entités du même degré de complexité forment un champ identifiable par une science spécialisée. Par exemple, le niveau moléculaire par la chimie, ou le niveau atomique par la physique. Le concept d’émergence désigne l’apparition, la formation, la création autonome, d’un niveau plus complexe ; on dit qu’il « émerge » du niveau précédent. L’émergence est le concept par lequel on explique le passage d’un type d’existence à un autre, de complexité supérieure. Nous dirons qu’un niveau d’organisation quelconque émerge du niveau immédiatement adjacent. L’émergence est une façon de désigner et de concevoir le rapport entre les deux. Elle se définit donc par rapport à l’idée d’une organisation du monde selon des degrés de complexité croissante, succession qui ne peut être réduite à ses degrés élémentaires. En effet, si un niveau était réductible au précédent, il n’y aurait pas lieu de parler d’émergence, car ce terme sert à noter l’apparition d’une forme d’existence différente.

3. Les concepts  associés à celui d’émergence

Nous allons voir les différents concepts qui définissent conjointement l’idée d’émergence. Ils forment un ensemble cohérent qui décrit le monde d’une manière qui s’oppose au réductionnisme.

3.1 De l’organisation dans le monde

L’organisation fait partie de ces quelques concept ontologiques qui permettent de comprendre le réel (avec ceux d’espace-temps, de masse, d’énergie, etc.). Par organisation on désigne l’existence d’une liaison entre des éléments quels qu’ils soient, si tant est que ce lien prenne une forme définie et relativement stable. On pourrait aussi parler d’architecturation on encore d’intégration. Les éléments liés sont intégrés en un tout, une entité composite, qu’on ne peut dissocier sans la détruire. Le concept est nécessairement flou puisque son extension couvre la diversité de formes possibles (et elles sont nombreuses). Considérer des ensembles structurés entre dans la vision du monde que l’on nomme structurale ou « holistique ».

Plutôt que reprendre la définition scolastique (le tout est plus que la somme des parties), nous préférons dire que selon le holisme, les ensembles constitués ont une existence autonome véritable, ce qui se traduit par le fait qu’ils ont des propriétés spécifiques et irréductibles. Corrélativement, les faits rapportés à ces entités complexes ne peuvent être expliqués à partir de leurs composants. La détermination des faits envisagés ne vient pas des éléments constituants, mais de l’ensemble organisé qu’ils composent. Du point de vue ontologique, cela signifie que ce que nous saisissons par une vision synthétique a autant d’existence que ce que nous saisissons par une vision analytique.  Du point de vue méthodologique, les deux approches sont, sur le plan scientifique également valides. L’entité organisée n’est pas une illusion qui se dissipera sous les effets de l’analyse (ce qui est le credo réductionniste). Elle n’est pas non plus une apparence due à notre manière de voir.

Dans cette perspective, l’organisation créée de nouvelles entités possédant des propriétés qui n’existent que par la liaison/intégration des éléments entre eux (et non par la somme des propriétés des constituants pris indépendamment ou agrégés en vrac). Par exemple les propriétés chimiques des molécules sont créées par la liaison des atomes entre eux et par la forme ainsi produite (et non par la somme des propriétés des atomes pris séparément). On théorise ces organisations au travers des concepts de système ou de structure et de fonction. La vision émergentiste considère que les grandes régions du monde sont irréductibles les unes aux autres, car elles ont une autonomie ontologique, un mode d’être qui leur est propre. Cela a une conséquence épistémologique : les théories concernant les niveaux inférieurs ne peuvent expliquer par dérivation celles des niveaux complexes. On admet une autonomie nomologique, ce qui signifie que les lois régissant les configurations complexes, biologique par exemple, ne sont pas réductibles aux lois de la physique.

C’est une manière d’expliquer la diversité du monde connu. Il y a, par émergence, formation d’une pluralité de niveaux ou champs repérables sur le plan empirique.  L’ensemble ne forme pas un monde stratifié. Il s’agit plutôt d’une imbrication, car les niveaux ne sont pas empilés, mais internes les uns aux autres et interactifs entre eux. De plus la complexification organisationnelle est progressive, si bien que la séparation en niveau est une distinction relativement arbitraire.

Cette imbrication est cumulative dans certaines parties du monde, c’est-à-dire que si le niveau physique, le plus simple, est présent partout, sous certaines conditions se forme le niveau chimique, puis le niveau biologique. Les trois étant présents, ils ne sont pas superposés, mais intimement imbriqués. Il s’ensuit que les lois physiques ne sont pas remplacées par des lois biologiques ou autres. Elles continuent de s’appliquer à l’identique, mais d’autres viennent se surajouter. Au vu des connaissances actuelles, on peut penser que les modes d’organisation les plus évolués sont dépendants des moins évolués, tout en ayant une autonomie

3.2 Régions, niveaux d’intégration ou champs ?

On peut concevoir que les entités de même type forme un « niveau d’intégration » selon le terme popularisé par Joseph Needham dans les années 60. Ces niveaux sont considérés comme formant des parties identifiables du monde, ainsi les niveaux, physique, chimique et biologique. On peut aussi  parler de « régions nomologiques« , comme a pu le faire Heisenberg, car ces « niveaux » comportent eux-mêmes de nombreux niveaux. Une telle régionalisation très vaste regroupe nécessairement plusieurs niveaux d’organisation contigus. Ce principe n’implique pas de discontinuité. Les régions ne sont pas disjointes ou stratifiées, mais au contraire imbriquées.

Considérer une région, c’est regrouper entre elles les entités interagissantes ayant certaines caractéristiques communes. Cela se traduit par des faits d’un type particulier, étudiables par une méthode appropriée. Au sein de chaque région, il existe une complétude nomologique : les phénomènes propres à cette région sont entièrement expliqués par les mêmes types de lois. On distingue généralement les régions du monde suivantes : physique, chimique, biologique, et pour certains cognitivo-représentationnelle et sociale. Dans cette acception, chaque région se construit sur celles qui la précèdent, mais chacune a des propriétés nouvelles et spécifiques (qui n’existent pas dans les régions de complexité inférieure).

3.3 Une filiation et une limite espace-temps

Si on admet l’existence de niveaux d’organisation de complexité croissante l’émergence se définit comme le rapport existant entre eux. Supposons N niveaux d’organisation dans le monde. On admet que chaque niveau de complexité N+1 est constitué par les éléments du niveau N, lorsqu’ils s’organisent ensemble. Il faut que les ensembles constitués par cette organisation soient stables et qu’ils aient des propriétés propres (différentes de leurs composants de type N). Les entités du niveau N+1 sont construites à partir de celles du niveau de complexité inférieur.

Dire que le niveau supérieure émerge du niveau précédent signifie à la fois :

  1. qu’il se constitue grâce au niveau précédent
  2. qu’il a une existence propre et des propriétés différentes.

Il y a une filiation et une dépendance eu égard au niveau inférieur, mais aussi une autonomie du niveau supérieur. Cela implique un moment d’émergence. Le niveau supérieur n’a pas toujours été là, puisqu’il dépend d’un autre qui le précède dans le temps. De plus l’émergence d’un niveau de complexité supérieur se faisant par auto-organisation, il faut certaines conditions pour que cela se produise. Si ces conditions ne sont pas réunies, elle n’a pas lieu.

L’émergence d’un niveau d’organisation est probablement contingente. Elle se produit à un moment de l’histoire du monde, dans une partie du monde. Le mode d’organisation qui a émergé n’est ni omniprésent, ni immuable, ni éternel. Il est présent dans une partie du monde pour une durée donnée. Il peut évoluer ou disparaître. Le vivant qui a émergé du biochimique n’existe pas partout et peut disparaître. La complexification demande des conditions qui lui permettent d’exister. Elle a une certaine fragilité. Ce qui a émergé peut disparaître par simplification-décomposition vers les niveaux d’organisation inférieurs plus stables et plus résistants si les conditions changent fortement.

3.4 Une auto-organisation

L’organisation dont nous parlons ici est spontanée. Les entités de niveau inférieur se groupent spontanément, grâce à leurs propriétés, en entités plus complexes. L’émergence est le fruit de l’auto-organisation. Elle ne suppose pas d’intervention mystérieuse, ni même d’agent organisateur qui contrôlerait le processus. Le processus d’émergence ne suppose aucune force spéciale mal connue, ni même un quelconque agent. Il s’agit d’une auto-organisation qui se fait spontanément à partir des composants déjà présents. De plus, une organisation une fois constituée possède des propriétés auto-régulatrices et auto-constructrices. Les entités complexes se configurent et se maintiennent de par leurs propres actions. L’idée d’émergence n’implique aucune téléologie, mais une téléonomie interne. ll n’y a aucun mystère dans l’émergence, elle se fonde sur l’auto-organisation.

On considère que les entités complexes formées ont une action sur les unités sous-jacentes dont elles sont formées (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. La dynamique locale des entités de niveau inférieur  fait apparaître une propriété globale au niveau supérieur qui généralement rétroagit sur le local au niveau de complexité inférieur.

3.5 Une individuation-différenciation

L’émergence est donc toujours et d’abord l’émergence d’une entité organisée. À partir d’éléments d’un degré donné se constituent des entités de degré de complexité supérieur qui ont une organisation caractéristique et identifiable. L’affirmation centrale et indispensable consiste à dire que ces entités de complexité supérieure existent vraiment, qu’elles ne peuvent pas être éliminées ou négligées au profit d’entités de complexité inférieure. Une entité émerge si, tout en étant constituée d’éléments plus simples, elle a une existence autonome. On considère que les entités, quel que soit le niveau considéré, existent et ont une certaine individualité. Elles sont différentes de celles des niveaux voisins.

Pour affirmer qu’elles existent, il faut que ces entités soient identifiables et donc qu’elles aient une identité, une localisation, et qu’on puisse les différencier. Elles ont toujours un certain degré de clôture, une limite au-delà de laquelle les propriétés ne se manifestent plus. En effet, les processus par lesquels elles se maintiennent identiques et se différencient d’un autre type d’entité organisée ont une limite d’action. On constate une stabilité des entités organisées ce qui se comprend aisément d’un point de vue sélectif : seules les organisations stables se maintiennent, les autres disparaissent.

3.6 Pas d’élément dernier quel qu’il soit

Dans une ontologie organisationnelle on ne cherche pas d’élément dernier et insécable, d’atome au sens d’insécable. En effet, chaque niveau ayant autant d’importance, la recherche d’un élément fondamental n’est pas au premier plan. De plus, si on descend en complexité l’élément le plus simple est encore une entité organisée.  Adopter un paradigme fondé sur les idées d’organisation et d’émergence, c’est renoncer au paradigme atomiste (ou démocritéen) d’une science réductionniste tournée vers la recherche des éléments derniers régis par quelques lois fondamentales.

L’argument selon lequel en l’absence d’élément dernier on serait amené à une régression à l’infini est erroné pour deux raisons. D’abord il existe une autonomie partielle à chaque niveau qui permet de s’y arrêter légitimement.  Ensuite, le niveau le plus simple est lui-même organisé. Le niveau le plus simple, qui est le niveau microphysique, il est lui-même composé.

4. Conclusion : un concept intéressant

En jouant sur les mots on pourrait dire que, depuis le XIXe siècle, le concept d’émergence ré-émerge régulièrement du flot réductionniste qui cherche à l’engloutir. Le concept est encore insuffisamment élaboré. On peut dire qu’il y a émergence chaque fois qu’un degré d’organisation-intégration de complexité supérieure apparaît. Le nombre possible d’émergences est indéterminé à ce jour. Certaines émergences sont particulières, on pourrait dire décisives, car elles font apparaître une vaste « région » du monde présentant des caractéristiques communes et pouvant être étudiée par une discipline scientifique unifiée. C’est le cas des niveaux physique, chimique, biologique, psycho-représentationnel et social. L’émergence correspond à une ontologie pluraliste. Elle renvoie à un monde pluriel en évolution dans lequel de nouvelles formes d’existence peuvent apparaître. 

Bibliographie :

Bourdieu P., Manet Une révolution symbolique. Paris, Seuil, 2013.
Collectif, Auto-organisation et émergence dans les sciences de la vie, Paris, Ousia, 1999.
Jaegwon K., Trois essais sur l’émergence, Paris Ithaque, 2010
Feltz B., Crommelink M., Goujon Ph., Auto-organisation et émergence dans les sciences de la vie, Paris, Vrin, 2000.


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