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notion de système complexe

la notion de système complexe

Extraits choisis du livre :

La complexité, vertiges et promesses
18 histoires de science – entretiens avec E.Morin, I.Prigogine, F.Varela, …
par Réda Benkirane

Poche, Le Pommier éd., 2006, 411p. ISBN 2-7465-0281-X


légende : italiques : notes et questions de R.Benkirane, (Note JLF: ...), notes personnelles
Occurrence des mots clés dans ce texte

- Plus de 10 fois: Systèmes, échelles, complexité, entretien, sciences, vie, théorie, organismes vivants.
- De 6 à 9 fois: Auto-organisation, cerveau, conditions, connaissance, définition, dynamiques, environnement, espace, espace-temps, espèces, évolution, génétique, hasard, histoire, information, machine, matière, monde, nature, niveau, nombre, objets, ordre, physique, principes, structures, temps, Univers.
- De 4 à 5 fois: Action, ADN, artificiel, autopoïèse, biologie, cellule, chaos, choses, comprendre, conscience, désordre, diversité, électron, émergence, énergie, êtres, existence, immunitaire, interactions, limites, lois, matériel, mathématiques, milieu, modèle, moment, observer, organisation, phase, point, processus, programme, question, réel, relativité, sources, transitions.


Avant-Propos.
1    Entretien avec Edgar Morin (Le complexus, ce qui est tissé ensemble)
2    Entretien avec Ilya Prigogine (la fin des certitudes)
3    Entretien avec Neil Gershenfeld (fusionner les bits et les atomes)
4    Entretien avec Daniel Mange (De la vie in silico)
5    Entretien avec Jean-Louis Deneubourg (émergence et insectes sociaux)
6    Entretien avec Luc Steels (L'intelligence artificielle, évolutive et ascendante)
7    Entretien avec Christopher Langton (Les "bio-logiques", ou tout ce qui pourrait être)

8    Entretien avec Francisco Varela (Autopoïèse et émergence)
9    Entretien avec Brian Goodwin (Vers une science qualitative)
10  Entretien avec Stuart Kauffman (Spirales de l’auto-organisation)

11  Entretien avec Bernard Derrida (Transitions de phase)
12  Entretien avec Yves Pomeau (Histoires de chaos)
13  Entretien avec Ivar Ekeland (Hasard, chaos et mathématiques)
14  Entretien avec Gregory Chaitin (Complexité, logique et hasard)
15  Entretien avec John Barrow (De la science des limites et des limites de la science)
16  Entretien avec Laurent Nottale (La relativité d’échelle)
17  Entretien avec Adrei Linde (L’inflation chaotique de l’Univers)
18  Entretien avec Michel Serres (Des sciences qui nous rapprochent de la singularité)
 

Avant-Propos

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11

Étymologie : le mot vient du latin complexus, « tissé ensemble »

1         Entretien avec Edgar Morin (Le complexus, ce qui est tissé ensemble)

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22

Un des aspects fondamentaux de la complexité réside dans les contradictions irréductibles que suscitent les problèmes profonds.

22

Le Physicien Niels Bohr a dit que "le contraire d'une vérité profonde est une autre vérité profonde"

25

La conception même de complexité intègre l'incertitude

25

Écologie de l'action: une action lancée est ensuite liée aux conditions de l'environnement et peut se trouver détournée de sons sens. Nous ne sommes pas sûrs que le résultat de l'action va correspondre à nos intentions (Note JLF: on peut moduler nos prospectives et suggestions en tenant compte de la contingence)

25

On ne peut pas parler de la connaissance comme d'une architecture avec une pierre de base sur laquelle on construirait une connaissance vraie, mais on peut lancer des thèmes qui vont s'entre-nouer d'eux-mêmes.

27

Dans le monde, vous voyez toujours le jeu à la fois complémentaire et contradictoire entre l'ordre et le désordre. Il y a du désordre dans l'univers – du hasard, des collisions, de catastrophes (note JLF: toute notion connue l'est parce qu'elle est existante. Elle est donc constitutive de l'univers/SC et de sa richesse, elle peut être légitimement considérée comme consubstantielle (nécessaire ?) de l'existence de l'univers/SC) – et également de l'ordre – des principes qui permettent d'expliquer cet univers, comme le principe de gravitation ou l'électromagnétisme.

27

Les contradictions apparaissent soit sous forme d'antagonisme entre notions, soit sous forme d'apories[1], c'est-à-dire par une impossibilité logique de les associer.

34

Dans l'optique classique, on croit que la science progresse en se fragmentant en disciplines toujours nouvelles, alors que l'on voit dans des domaines comme l'écologie, les sciences de la terre, la cosmologie, qu'il y a des remembrements disciplinaires associés possibles, et cela va se faire de plus en plus.

2         Entretien avec Ilya Prigogine (la fin des certitudes)

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42

Auparavant, on pensait qu'avec la loi de Newton et deux ou trois autres lois, on pouvait comprendre la Nature. La nature était perçue comme fondamentalement simple, alors qu'aujourd'hui, on voit qu'elle est fondamentalement complexe (Note JLF: non, la complexité pourrait être juste une nouvelle loi).

43

Nous avons pu établir par la thermodynamique que la complexité est une propriété qui vient du non équilibre et de la non-linéarité, et les exemples en sont très nombreux en physique, en chimie ou en biologie).

46

Mettons qu'il y ait 12.000 espèces de fourmis: peut-on imaginer que ces 12.000 espèces aient déjà été déterminées au moment du big bang ? Il faut qu'il y ait des nouveautés, et un univers non déterministe permet la nouveauté.

46

Des réactions chimiques oscillantes impliquant des milliards et des milliards de molécules (Note JLF: grain de l'émergence) ont une cohérence supra-moléculaire, et c'est précisément ce que je veux souligner en disant que la matière se met à "voir".

47

La rationalité élargie signifie que nous devons considérer l'incertain comme faisant partie de notre rationalité.

48

Je pense que la physique du nouveau siècle sera une physique de la détermination des mécanismes du devenir – mécanismes astrophysiques, biologiques – dont nous n'avons, aujourd'hui, qu'une très faible idée.

52

Mais ne me faites pas dire qu'il faut connaître le zen pour comprendre la science occidentale ! Il y a quand même une évolution de notre vision occidentale, nous envisageons une nature plus riche, plus inattendue, plus complexe, pour laquelle nous devons encore créer un certain nombre d'outils mathématiques (Note JLF: convergence = ?).

 

Je pense qu'il y a deux sources à la science: d'un côté la répétition – les cycles de la Lune, du Soleil, les marées, etc. – et de l'autre, la biologie, qui exprime la créativité que nous observons.

3         Entretien avec Neil Gershenfeld (fusionner les bits et les atomes)

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62

L'organisation de la vie a été définie par sa "connectivité": atomes formant des molécules, …, familles formant des communautés.

63

Si nous pouvions grâce aux capacités de calcul faire en sorte que les communautés soient reliées en temps réel, nous introduirions un niveau supplémentaire au sein de l'espèce humaine qui rendrait difficile la définition précise d'un être humain.

La vie artificielle peut réellement être pensée comme une étape supplémentaire dans le cours de l'évolution.

4         Entretien avec Daniel Mange (De la vie in silico)

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77

Nous pourrions définir la vie par la propriété, pour un organisme, d'appartenir à l'arbre phylogénétique unique. Selon cette définition, tout ce qui est en dehors de cet arbre n'est pas vivant.

Si nous acceptons d'autres définitions "constructives", comme celle consistant à vérifier un certain nombre de qualités – adaptation, reproduction, etc. -, la réponse sera beaucoup plus floue.

77

Tous les êtres vivants peuvent être décrits par trois grands modèles.

  1. Selon le modèle phylogénétique, ils sont capables d'évoluer, leur matériel génétique peut se transformer pour donner naissance à des descendants différents.
  2. Selon le modèle ontogénétique, les êtres vivants ont la capacité de croître à partir d'une cellule mère, par une série de divisions et de différentiations cellulaires,
  3. Selon le modèle épigénétique, ils sont capables d'apprendre grâce à des systèmes particuliers comme le système nerveux ou le système immunitaire.

Si une machine correspondait à ces trois modèles, il pourrait être malaisé de la distinguer d'un être vivant.

78

Von Neumann (VN): on n'avait jamais auparavant entendu parler d'une Machine qui s'auto-réplique … matériel génétique, la fameuse double hélice de l'ADN….

VN a mis en avant la nécessité d'avoir une machine informatique dans laquelle un matériel génétique – une description du système – serait interprété par un processeur – le constructeur universel – pour fabriquer une autre machine informatique…

L'ARN, lui-même un sous produit de l'ADN, est interprété par le ribosome pour la fabrication des protéines. VN l'avait deviné et transposé dans le monde des automates cellulaires.

81

La cellule biologique est la plus petite partie d'un organisme vivant qui possède une copie complète du génome, donc de l'ensemble du matériel génétique (Note JLF: cellule ó atome vivant ?).

81

La logique de réplication suffit-elle à définit toutes les facettes évolutives de la vie ? (Note JLF: question de l'auteur)

82

Qu'est-ce qui se reproduit et qu'est-ce qui se réplique ? Pour les organismes artificiels, il n'y a pas de création de matière, contrairement à ce qui se passe pour la biologie, qui est capable d'agir sur les trois mondes physiques, l'information, l'énergie et la matière.

84

Le modèle épigénétique concerne la double origine de certains systèmes complexes comme le système nerveux ou le système immunitaire: ils ont à la fois une origine génétique – l'inné – et une origine extra-génétique – l'acquis.

86

Il est beaucoup plus difficile de proposer une définition de la conscience. Une définition possible est la capacité pour un organisme à jeter un regard sur lui-même (Note JLF: Vie – Intelligence - Conscience)

87

La condition sine qua non pour qu'une certaine forme de conscience artificielle naisse n'est pas seulement la complexité, mais la capacité pour cet être artificiel d'être connecté au monde réel par de multiples sources d'information, comme la vision, l'ouïe, le toucher.

88

On peut dire qu'en biologie il y a toujours l'association d'un flux d'information – le flux génétique qui permet finalement à la machine de se répliquer ou de se reproduire – et d'un métabolisme – qui correspond justement à des réactions d'énergie et de matière permettant au système de survivre.

5         Entretien avec Jean-Louis Deneubourg (émergence et insectes sociaux)

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100

Comment l'histoire du système intervient-elle ? Qu'est ce que l'histoire du groupe ? Dans le cas du groupe d'insecte c'est la manière dont les sources sont introduites. Si l'on met une source de nourriture riche et une pauvre, plus ou moins simultanément, l'une après l'autre ou l'inverse, avec un délai plus ou moins long …

103

Pour certains chercheurs, le mot d'auto-organisation est tout simplement ce qui s'oppose à la hiérarchie.

105

Qu'est-ce que l'histoire dans un groupe d'insectes sociaux ? Ces interactions entre environnement et organisation sociale (Note JLF: indissociable ?).

106

… qu'en est-il de la notion de culture ? une première chose est l'histoire du milieu. Maintenant on peut avoir l'histoire du réseau et de la colonie.

6         Entretien avec Luc Steels (L'intelligence artificielle, évolutive et ascendante)

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117

La connaissance s'acquière par le biais de l'évolution et des interactions possibles au sein d'un environnement donné (Note JLF: = fondamentaux ?).

117

Même pour des robots, la capacité d'évolution est très importante

118

L'un des représentants les plus brillants de la multidisciplinarité dans les sciences contemporaines.

125

Pour les systèmes biologiques, il n'y a pas de différence entre programme et matériel: le hardware est le software. La structure de notre cerveau est notre programme.

125

Fonctionnement du cerveau: c'est véritablement un système parallèle non modulaire. Dans notre cerveau il y a une connaissance massive.

126

Voir le langage comme un système vivant, adaptatif.

127

L'utilisation du langage obéit aux mêmes principes: il y a des interactions locales entre les agents – fourmis, oiseaux, jeux de langage, etc. – et une boucle de rétroaction positive se développe dans le système. Ce qui réussit va avoir tendance à être davantage utilisé dans le système.

127

L'auto-organisation met en évidence une unité dans la nature

130

Le problème, avec certains physiciens, est qu'ils traitent l'intelligence, la conscience comme ils traiteraient la gravité ou le magnétisme: Je pense que Penrose et d'autres physiciens sous-estiment complètement la puissance de l'auto-organisation et de la sélection.

7         Entretien avec Christopher Langton (Les "bio-logiques", ou tout ce qui pourrait être)

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136

Il lui fallut une quinzaine d'années pour formuler le concept de "vie artificielle" et décrire "les études théoriques et empiriques, mathématiques et informatiques de phénomènes communément associés à la vie tels que réplication, morphogénèse, métabolisme, apprentissage, adaptation et évolution".

138

Von Neumann étudiait la question de l'auto-reproduction à un niveau plus élevé d'abstraction. Une fois qu'il eut résolu la question de savoir comment une machine devait s'auto-reproduire, il nota que son information – dans son génome – devait être utilisée de deux façons différentes: elle devait être interprétée, c'est-à-dire lue et décodée de façon à obtenir les instructions de base, puis copiée.

Par la suite, lorsque la structure de l'ADN fut découverte, on s'aperçut …

138

En fait, vous n'avez plus besoin d'utiliser de mouches drosophiles ou de l'ADN pour étudier l'évolution car vous pouvez très bien étudier sur ordinateur des populations d'organismes qui remplissent les conditions de deux fonctions de variation et de sélection.

141

Si l'on veut connaître l'évolution de la concentration et de la longévité des espèces, la stabilité du système au cours du temps, etc. vous avez besoin d'outils qui puissent analyser les données et indiquer les distributions des différentes stabilités des écosystèmes

143

Projet Tierra: Tom Ray a ainsi vu évoluer une écologie particulière où, plutôt que d'avoir des espèces usant parcimonieusement des ressources nécessaires pour s'auto-répliquer, c'est l'aptitude des créatures mutantes à parasiter d'autres organismes qui est déterminante; les parasites et hyperparasites s'adaptent les uns aux autres d'avantage qu'ils ne s'adaptent au milieu physique de l'ordinateur.

144

Il est extrêmement important de pouvoir embrasser à n'importe quel instant de l'évolution une multitude de variantes … Si Karl Sims n'avait pu observer que deux variantes de chaque génération pour en sélectionner une seule au moment de passer à l'autre génération, il n'aurait jamais pu observer des choses aussi instructives.

8         Entretien avec Francisco Varela (Autopoïèse et émergence)

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161

Émergence de la vie: processus de réactions moléculaires en boucle d'auto-organisation qui se constitue et fabrique la cellule par la frontière ou la membrane qui en délimite l'espace de vie, ce que vous appelez sa "clôture opérationnelle". (Note JLF: membrane constitue un élément fondamental des SC ?).

161

Ce n'est pas seulement la matière qui fait émerger la vie, c'est aussi la vie qui va contraindre la matière.

 

Qu'est-ce qu'une identité virtuelle ? Ce que nous voyons au niveau de l'autopoïèse, ce sont des réseaux métaboliques capables d'engendrer une totalité à partir de la définition d'une frontière

Lorsque je vous dis bonjour, c'est bel et bien un sujet qui vous le dit mais ce sujet n'a aucune existence si j'essaie de le cibler. … C'est un niveau qui n'existe qu'en tant que pattern dynamique et émergent.

168

Un attribut dans le monde – l'espace, les couleurs, les formes, etc. – n'est pas quelque chose qui préexiste, il est configuré par les rapports entre l'organisme et l'environnement. L'environnement ne contient pas d'attributs, c'est l'histoire, récurrente, cyclique qui fait émerger les attributs dans le monde. … C'est l'image du poème de Machado qui dit qu'il n'y a pas de chemin et que le chemin se fait en marchant (Caminante no hay camino, se camino al andar). Et c'est la position qui est de plus en plus acceptée.

170

Chaque niveau – système immunitaire, cerveau, autopoïèse cellulaire – présente un mécanisme d'émergence spécifique. … Évidemment, vu de loin, il y a un air de famille dans le fonctionnement du système immunitaire, du cerveau, de l'autopoïèse.

170

Ainsi, l'autopoïèse décrit-elle le fonctionnement du niveau d'organisation cellulaire. Mais le système immunitaire, le cerveau, l'organisme humain ne sont pas autopoïétique. Ils possèdent d'autres caractéristiques d'organisation qui permettent leur émergence.

9         Entretien avec Brian Goodwin (Vers une science qualitative)

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176

Vous considérez que les gènes sont des modificateurs et non des générateurs de la morphologie (et vous concevez les organismes comme des formes dynamiques en transformation)

179

Un milieu excitable renvoie à la notion dynamique de système, où des activités spontanées peuvent se déclencher du fait  des capacités intrinsèques du système à changer d’état. … Il y a une source d’énergie dans ces cellules particulières qui peut les faire passer à un processus d’excitation. Il s’agit de systèmes auto-activés.

Un milieu (Note JLF: milieu ?)  excitable désigne donc un système pouvant spontanément changer d’état  et engendrer un ordre qui ne dépende pas d’instructions des unités de base et de leurs interactions

Nous devons explorer les types de motifs qui peuvent émerger des milieux excitables.

180

(Structures dissipatives :)  Ces divers phénomènes physico-chimiques ont en commun non pas les composants mais la dynamique de leurs interactions

187

Maintenant que nous reconnaissons qu’il y a des types similaires de complexité dans les causalités dynamiques du vivant, …

188

…, les machines pourraient commencer à développer les propriétés qu nous reconnaissons comme des qualités des êtres vivants.

190-191

Il nous faut accorder plus d’attention à la qualité car c’est un indicateur fiable des propriétés émergentes, holistiques, des systèmes complexes, qu’il s’agisse d’organismes, de communautés, d’organisations, de coopératives. Je crois que le concept de santé, au sens littéral comme métaphorique offre une approche intéressante, combinant le quantitatif et les dynamiques subtiles des systèmes complexes.

Nous avons besoin de développer une science qualitative intégrant les aspects quantitatifs, et ce sera le grand défi du XXIème siècle

10   Entretien avec Stuart Kauffman (Spirales de l’auto-organisation)

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200

Lorsque vous augmentez la diversité (moléculaire) des espèces dans un système, la diversité des réactions qu'elle peut engendrer augmente plus rapidement que la diversité des espèces.

Une transition de phase survient lorsque la diversité moléculaire augmente…. Les lois qui gouvernent les systèmes émergents sont en relation avec les lois mathématiques des transitions de phase survenant dans de tels systèmes.

201

En biologie, il y a deux sources d'ordre: la sélection naturelle et l'auto-organisation.

207

Un agent autonome est un système qui se connecte à un environnement et agit pour son propre compte.

Je me demande quelles doivent être les caractéristiques d'un système physique pour qu'il puisse se connecter à son environnement pour son propre compte et je réponds  qu'un tel système doit être auto-reproducteur et fournir de cycles de travail thermodynamique et j'ai peut-être trouvé là une définition rigoureuse de la vie….

210

Nous allons inventer la diversité plus rapidement que nous n'allons l'homogénéiser.

210

Mais la biosphère ne s'embarrasse pas d'une quête de la vérité, elle s'occupe de se construire, tout comme se construisent l'économie et la culture globales. Nous ne le comprenons pas encore, mais nous y participons chaque jour. Il y a un enseignement absolument nouveau à comprendre, c'est que nous participons tous à ce processus de découverte.

11   Entretien avec Bernard Derrida (Transitions de phase)

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213

"Entre l'ordre et le désordre règne un moment délicieux" a écrit Paul Valéry

216

Tous les objets qui nous entourent dans la vie courante, une table, un mur, un verre d'eau, nous paraissent figés; en réalité, à l'échelle atomique, une certaine énergie est disponible, qui passe son temps à se répartir et à s'échanger entre les atomes qui constituent la matière.

 

Pour certaines transitions de phase, dites de deuxième ordre, on ne peut plus séparer les différentes échelles. Ex: des gaz et des fluides: opalescence critique

12   Entretien avec Yves Pomeau (Histoires de chaos)

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233

Le chaos ne se laisse pas facilement aborder, c’est plutôt la transition vers le chaos que l’on cherche à identifier. Les scientifiques ont jusqu’à présent repéré trois scénarios de transition : le doublement de période, l’intermittence et la quasi-périodicité.

246

Je connais l’un des « papes » des sciences de la complexité, le mathématicien Grégory Chaitin qui donne une certaine rigueur à l’étude de la complexité

248

C’est l’une des grandes découvertes de Poincaré : à deux dimensions, un système dynamique ne peut avoir une structure très compliquée, c'est-à-dire que vous ne pouvez avoir que des attracteurs point fixe ou cycle limite. Mais dans un espace à trois dimensions, vous pouvez avoir un comportement dans lequel les trajectoires ne s’évadent pas à l’infini et, néanmoins, ne repassent jamais au même endroit. C’est la particularité de l’attracteur étrange (Note JLF: trois = seuil de la complexité ?)

248

Un espace des phases est un espace abstrait dans lequel les données de chaque point permettent de connaître la situation physique d’un système donné. Dans le cadre de l’économie par exemple, on peut citer les méthodes de Forrester, du MIT, qui essaie de représenter les données de la situation économique par le plus de variables possibles.

13   Entretien avec Ivar Ekeland (Hasard, chaos et mathématiques)

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258

… le troisième aspect est peut-être le plus mystérieux de tous. Il semble bien qu’il y ait un hasard fondamental à une échelle très réduite. (…) A l’échelle atomique, il semble qu’il y ait un hasard pur qui ne témoigne pas du tout d’un défaut de connaissance de notre part, mais qui est là, comme si Dieu jouait effectivement aux dés… D’une certaine manière, la petite boite noire à l’échelle atomique contient quelque chose qui joue aux dés. C’est un hasard primitif qui ne témoigne pas du tout d’un manque de connaissance de notre part.

14   Entretien avec Gregory Chaitin (Complexité, logique et hasard)

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275

La théorie algorithmique de l’information est ainsi devenue, en l’espace de trois décennies, un outil de mesure universel de la complexité.

276

Chaitin propose une définition très précise du hasard, correspondant d’une part, à un défaut de structure ou de pattern, et d’autre part, à une incompressibilité de l’information nécessaire pour le générer.

279

Ma théorie sur les nombres aléatoires est surtout théorique ! Je pense que l’application la plus intéressante est l’épistémologie. Le fait le plus marquant de cette théorie est qu’elle prouve qu’elle est impraticable, qu’elle n’a pas d’application parce que vous ne pourrez jamais calculer le degré de complexité ! (…) Même si, selon ma définition, la plupart des choses sont aléatoires, vous ne pourrez jamais en être sûr ! C’est ce qui rend ma théorie impraticable, inutile du point de vue des applications scientifiques et technologiques, mais c’est aussi ce qui la rend fascinante philosophiquement parlant.

280

L’ADN est semblable à un programme d’information biologique servant à construire des organismes, à développer un embryon et à construire un être vivant

280

Ma théorie de la complexité est en fait plus facile car elle s’applique uniquement à l’épistémologie et non au monde réel. Elle atteste uniquement des limites du raisonnement mathématique (Note JLF : SIC), mais j’espère qu’elle suggère que de nouvelles définitions, de nouveaux concepts de complexité émergent au sein de chaque discipline pour être utiles dans le monde réel.

285

Dans un système formel, pourrions nous représenter le hasard comme un ensemble de données qui diffuse par le bas (bottom-up) et dénie toute possibilité d’aboutir à l’efficience par la preuve ?

Oui, c’est une bonne image, ce pourrait être une façon de voir les choses.

15   Entretien avec John Barrow (De la science des limites et des limites de la science)

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299

La théorie du tout est un fascinant parcours des diverses tentatives théoriques d’unification des lois de la nature. Enfin, Impossibility, exploration des « sciences de l’extrême » s’intéresse aux problèmes issus de la complexité et à ceux inhérents aux limites fondamentales de toute connaissance humaine.

303

Symétrie et brisure de symétrie sont des catégories qui permettent à une théorie scientifique d’accéder à l’intelligibilité du réel et, mises en couple, signalent une richesse dialectique comparable à celles des catégories fini/infini, discret/continu, local/global (cf. « Symétries » in Dictionnaire d’histoire et philosophie des sciences, sous la direction de Dominique Lecourt, PUF, 1999)

305

Une variante (du principe cosmologique anthropique), parfois appelée « forme faible » cherche à découvrir les nombreuses caractéristiques des structures de l’univers et de la physique qui pourraient  être nécessaires à l’existence d’une complexité vivante. Mais il faut comprendre ce qu’est la vie pour identifier certaines de ses conditions nécessaires. L’existence d’éléments chimiques plus lourds que l’hélium, la très grande taille de l’univers, l’obscurité du ciel nocturne (?) sont des conditions qui se sont révélées nécessaires à l’apparition de la vie…

16   Entretien avec Laurent Nottale (La relativité d’échelle)

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317

L’astrophyscien va utiliser l’outil fractal pour connaître l’univers de l’infiniment petit à l’infiniment grand, soit de 10-33 à 1028 cm.

317

La théorie qu’il peaufine depuis près de vingt ans, dite de la relativité d’échelle, consiste à généraliser le principe de relativité d’Einstein en introduisant la géométrie fractale dans les dimensions mêmes de l’espace et du temps.

322

On peut tenter d’aller au-delà (de l’analyse des dépendances en échelle) pour faire une théorie des échelles. Il ne s’agit pas simplement de considérer qu’il y a des emboîtements qui, en dernier recours, continuent à se déployer dans l’espace-temps, mais il s’agit de dire que la nature même de l’espace-temps est changée car elle contient en réalité ces changements d’échelle d’une manière intrinsèque et irréductible à l’espace-temps ordinaire qui est, lui, dans la vision physico-mathématique, un ensemble de points.

322

En relativité d’échelle, on arrive à la proposition que l’espace-temps est fractal, c’est un cadre qui contient les structures de toutes les échelles et, ces structures étant irréductibles, on est obligé d’introduire l’espace des échelles caractérisé par la résolution, limite minimale au–dessous de laquelle toute l’information est perdue.

326

C’est Newton qui a inventé cette histoire des conditions initiales, mais la nature n’est pas ainsi, il n’y a pas de conditions initiales. Quelles sont les conditions initiales d’un arbre ? On peut dire que l’arbre procède de la graine, mais peut-on déterminer les branches et les feuilles de l’arbre ?

327

Le programme qui fabrique une fractale est d’une simplicité incroyable parce que, justement, il utilise la récurrence (Note JLF : <-> transfert d’échelle ?).

328

L’espoir (de la méthode cartésienne) était de rendre simple l’objet considéré à partir de ses éléments extrêmement simples et où rien ne bougeait ; il n’y avait plus ensuite qu’à intégrer sur tout l’objet de manière à obtenir ses propriétés globales. Dans la réalité, cela ne marche pas ainsi, car, quand on observe les sous parties de plus en plus petites d’un objet, on voit apparaître des choses constamment nouvelles. On peut très bien avoir des objets plus compliqués vers les petites échelles que vers les grandes, ce qui prouve que l’identification « naïve » de la méthode cartésienne au calcul différentiel ne marche pas.

329

En ce qui concerne la relativité d’échelle, on reprend la méthode cartésienne en se plaçant dans un espace-temps généralisé dans lequel on regarde les changements d’échelle. Et on va faire du calcul différentiel au niveau du changement d’échelle. Donc, on ne va pas se contenter d’observer des déplacements dans l’espace et le temps comme dans la physique ordinaire, on va également observer les déplacements dans les changements d’échelle et, à ce moment-là, le faire d’une manière différentielle – mais sans prétendre aller à l’infini en échelle. On se place à une échelle, et on se demande quelles sont les lois qui vont permettre d’aller à une échelle infiniment près de la précédente.

332

Vous récusez les notions de point et d’instant : … La preuve que l’espace-temps va devenir fractal également dans le temps est donnée par les antiparticules : on a la preuve que des bouts de trajectoire d’un électron remontent dans le passé ! quand on fait des calculs des états d’un électron et qu’on les compare aux données de l’observation, on est obligé de tenir compte des bouts de trajectoire qui remontent dans le passé – si on ne le faisait pas, cela ne marcherait pas. On a donc là une preuve indirecte du fait que l’électron remonte dans le passé à des échelles de temps très petites – moins de 10-22 seconde – que l’on a pas encore atteintes expérimentalement. Mais l’existence de ces échelles de temps absolument minuscules à l’intérieur de la structure de l’électron a des effets à plus grand échelle.

340

Si nous admettons que rien de nous n’existe en soi, ni physiquement, ni spirituellement, que personne ne peut se définir autrement qu’en relation avec l’extérieur et que nous sommes l’ensemble de toutes nos relations avec les autres et le monde, il devient évident que si nous abîmons nos relations, nous nous abîmons nous-mêmes … toute action négative par rapport à ce que nous considérons ordinairement comme extérieur à nous-même nous abîme, non par contrecoup mais immédiatement parce que … c’est nous ! Nous sommes auto-constitués par nos relations avec l’extérieur. Ce n’est pas de la morale, c’est un fait brut.

17   Entretien avec Adrei Linde (L’inflation chaotique de l’Univers)

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343

Dès 1972, il travaillait sur une théorie de la cosmologie des transitions de phase.

18   Entretien avec Michel Serres (Des sciences qui nous rapprochent de la singularité)

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Je n’aime pas beaucoup le mot complexité, qui n’est pas scientifique d’abord mais qui l’est tout de même d’une certaine façon puisqu’il fait allusion à deux principes, le nombre et le pli, c'est-à-dire qu’il est arithmétique et topologique. Dans beaucoup de langues, on emploie le mot pli pour dire « fois » : la complexité est arithmétique par la multiplication. Pourquoi ne pas dire alors : « il y a un grand nombre d’objets et un grand nombre de figures », ce qui conduirait à une analyse correcte de la complexité et à sa disparition. En effet, toutes les sciences ont un rapport à un grand nombre d’objet d’un côté et à un grand nombre de figures de l’autre, donc je trouve que le mot complexité est mal choisi. C’est, je crois, un faux concept philosophique. Le premier à l’avoir utilisé est Leibniz, mais il l’a remplacé par le terme combinatoire, ce qui était beaucoup plus intelligent. Bachelard l’a employé ensuite, mais il voulait évoquer ainsi les choses que la science n’était pas arrivée à résoudre. Dans nombre d’usages plus récents, il ne signifie pas beaucoup plus que : fonction à plusieurs variables.

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Si la théorie des catastrophes s’était appelée « théorie des bords des formes » peut-être personne n’en aurait parlé.

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On évoque souvent l’élégance d’une théorie scientifique comme un élément important de sa réussite

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La science a tour à tour été principalement babylonienne, égyptienne, grecque, chinoise, hindoue, arabe ; elle est occidentale depuis cinq siècles, depuis la « découverte » de l’Amérique. Jusqu’ici, on avait tendance à confondre les fondements culturels des sciences et ceux de l’Occident. Or, au XXIème siècle, on parle moins de certitude que d’incertitude, de déterminisme que de probabilité, d’équilibre que de dynamique, d’objet que de contexte, de finalité que de processus, de contrôle que participation… La science, clairement, résonne de consonances philosophiques orientales – bouddhisme, hindouisme, taoïsme…


[1] Contradiction insurmontable dans un raisonnement (Larousse)


Jean Le Fur, reçu 28.11.06, lu 28.08.07, notes transcrites du 18.04.08 au 09.11.09

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