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Blue-circle-target.png La notion d’émergentisme s’appuie sur l’observation des propriétés physiques, chimiques ou biologiques du vivant1 qui montrent que tout système complexe auto-produit des propriétés nouvelles. Celles-ci transforment le système et le font évoluer, de façon imprévisible, à différents niveaux de son organisation.

  • Le courant émergentiste s’est développé au cœur de « la triple révolution quantique, biologique et informatique (qui) a changé notre regard sur ce que nous appelons le ‘réel’ » (Trocmé-Fabre, 2013). En démontrant la complexité du vivant, la révolution quantique révèle les failles du courant positiviste et de la pensée binaire ; la révolution neurobiologique, quant à elle, rend caduque le débat entre l’inné et l’acquis et, tout en montrant la plasticité du cerveau, elle met en lumière le tissage phylogénétique et ontogénétique du biologique, de l’affectif et du cognitif. Par conséquent, une matrice transdisciplinaire est devenue indispensable pour explorer et mettre en lien les caractéristiques cognitives du vivant et pour répondre au défi de la complexité, notamment dans le champ de l’enseignement-apprentissage (Nicolescu, 1996).


Blue-circle-target.png Présent dans de nombreuses disciplines, le terme d'émergence est très utilisé dans le contexte de la complexité et des systèmes dynamiques non-linéaires, dans la mesure où un certain nombre de phénomènes qui apparaissent dans les systèmes complexes, tels l'auto-organisation ou les bifurcations des systèmes dynamiques non-linéaires, ou encore les passages entre niveaux d'organisation sont caractérisés comme émergents. Pour certains chercheurs, émergence et complexité se définissent réciproquement (Niveaux d'organisation, structures émergentes).


Blue-circle-target.png Certaines caractéristiques sont généralement associées aux différentes formes du concept d'émergence[E 1],[1]:

  • physicalisme : tout ce qui existe peut se réduire en dernière analyse aux constituants décrits par la physique et à leurs aggrégats ;
  • émergence de propriétés : à partir d'un certain niveau de complexité et d'organisation des particules matérielles, des propriétés authentiquement nouvelles émergent de ces systèmes complexes ;
  • irréductibilité de l'émergence : les propriétés émergentes sont irréductibles et ne peuvent être déduites des phénomènes de bas niveaux à partir desquels elles émergent ;
  • causalité descendante : les entités émergentes peuvent être à l'origine causale d'une influence sur les entités de même niveau ou plus bas niveau, soit directement (émergence forte), soit via les micro-constituants (émergence faible). Cela distingue une entité émergente d'un épiphénomène, qui n'a pas d'influence causale.

Chaque auteur peut formuler différemment, apporter des nuances, voire réfuter certaines propriétés comme la dernière, mais ces quatre propriétés forment le cadre conceptuel de réflexion à propos de l'émergence[E 2].

Par exemple, O'Connors définit l'émergence d'une propriété P à partir d'objets O de la manière suivante[2] :

  • P survient des propriétés de ses parties O ;
  • P n'est pas une propriété des objets O ;
  • P est distinct de toute propriété structurelle des objets O ;
  • P possède une influence causale directe (descendante) sur le comportement des structures constituées par les objets O.

Émergences « faible » et « forte »

Même s'il existe de nombreuses formulations et conceptions de l'émergence, il est généralement admis que les théories émergentistes du XXe siècle se répartissent en deux catégories principales[E 3].

  • On parle d'émergence « faible » lorsque la dynamique causale du tout est entièrement déterminée par la dynamique causale des parties[3], et est subjectivement interprétée comme émergente par un observateur extérieur. Dans le cas des molécules d'eau, leur cristallisation en glace est un phénomène qui n'appartient ni à l'hydrogène, ni à l'oxygène, ses constituants. Il s'agit toutefois d'un phénomène qui peut s'expliquer à partir des propriétés de l'hydrogène et de l'oxygène. Il n'y a donc pas de propriété réellement nouvelle, si ce n'est celle qu'un humain peut observer, et qui peut surprendre ce dernier de premier abord.
  • L'émergence « forte » se caractérise principalement par la mise en avant d'une influence fondamentale et irréductible du tout sur les parties, c'est-à-dire par l'apparition d'authentiques agents ou processus causaux à un haut niveau de complexité influençant causalement les processus de même niveau, ou de niveau inférieur[E 3]. Par opposition à l'émergence faible qui, pour sa part, insiste sur le fait que les causes ultimes de tout phénomène, même émergent, se situent fondamentalement au niveau micro-physique. C'est l'existence de telles propriétés émergentes fortes qui est discutée : l'impossibilité, dans tout système complexe, de voir le lien causal entre le niveau micro et le niveau macro pourrait résulter des limites de l'être humain. On peut toutefois citer deux exemples d'émergence qui semblent fortes : l'apparition de la vie à partir de l'inanimé, et l'émergence de la conscience.

Hugues Bersini[4] dénie à la physique et la chimie, dont la pratique se doit d'être réductionniste, la possibilité de nous éclairer sur ce concept d'émergence. En physique et en chimie, le meilleur niveau d'explication reste celui qui sous-tend le phénomène collectif. À ces niveaux, l'émergence n'existe que dans sa version « faible ». La température n'est en rien « davantage » que l'agitation erratique d'un ensemble de particules. En revanche, la biologie offre la possibilité d'une émergence « forte » car tout phénomène biologique collectif (vol d'oiseau, insectes sociaux, métabolisme cellulaire...) ne peut être expliqué qu'à la faveur d'un environnement intégratif (jouant le rôle du macro-observateur) et de la sélection naturelle. Deux ingrédients épistémologiques additionnels s'avèrent indispensables à la pleine compréhension du phénomène : l'environnement et la sélection naturelle. Ces deux ingrédients épistémologiques sont absents de la modélisation physico-chimique des phénomènes naturels.

Émergence faible

Selon le point de vue de l'émergence faible, qui est de loin le plus répandu parmi les scientifiques et philosophes modernes[E 4], les structures émergentes possèdent bien d'authentiques caractéristiques autonomes, irréductibles, et qui peuvent servir de fondement à des descriptions ou à des théories scientifiques. Ces structures peuvent même être perçues et décrites par ces théories comme des agents causaux. Mais les processus causaux réels et ultimes résident au plus bas niveau, probablement au niveau microphysique[E 4]. Les automates cellulaires sont une illustration du phénomène d'émergence faible.

Émergence forte

Comme le note Timothy O’Connor, la relation causale du tout sur les parties mise en avant par l'émergentisme fort doit bel et bien être conçue comme une influence directe, au plus haut niveau, et non comme une influence macroscopique indirecte via les propriétés des micro-constituants[2],[E 5], car sinon cela reviendrait à de l'émergentisme faible.

Les défenseurs de l'émergence forte font - d'un point de vue philosophique - souvent appel à la théorie aristotélicienne de la causalité qui distingue non seulement les causes efficientes et matérielles, qui correspondent à la notion de cause dans la science moderne, mais aussi la cause formelle, provenant de la forme, structure ou fonction d'un objet qui retrouve un sens en émergentisme fort, qui tente de refonder une théorie de la causalité sur cette base[E 5]. La cause finale aristotélicienne, qui met en jeu des notions comme le vitalisme, le dualisme ou le surnaturel, a tendance à être évitée par la plupart des émergentistes scientifiques[E 5].

Ian Stewart[réf. nécessaire] et Jack Cohen[5] montrent que le concept d'émergence est un point de passage obligé pour expliquer des propriétés macroscopiques que l'on ne sait pas reporter sur des propriétés des seuls composants, et ainsi de suite : en effet, si l'on constate que les chats sont vivement attirés par les souris, il semble absurde d'en inférer que ce sont les molécules des chats qui sont directement attirées par les molécules des souris. La cause de cet attrait doit donc être cherchée dans l'organisation interne de celles-ci, ou de structures plus complexes encore comme, ici, celles des systèmes nerveux et hormonaux.


Définition graphique




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Puce-didaquest.png Exemples, applications, utilisations


Blue-circle-target.png Quelques explicitations générales

  • Une propriété peut être qualifiée d’émergente si elle « découle » de propriétés plus fondamentales tout en demeurant « nouvelle » ou « irréductible » à celles-ci[6]. Ainsi, pour John Stuart Mill, les propriétés de l'eau seraient non réductibles à celles de l'hydrogène ou de l'oxygène[7].
  • Dans le champ des sciences, le concept d'émergence permet de décrire la réalité de façon moniste, sans pour autant tomber dans le seul réductionnisme. Il présuppose quelque unité fondamentale dans la composition de la nature (que ce soit pour la matière inerte, les organismes vivants ou le psychisme) en prenant acte que la connaissance intégrale de ces phénomènes ne se déduit pas toujours de celle de leurs composants fondamentaux. L'enjeu des divers émergentismes proposés depuis l'apparition de ce concept est précisément celui de la clarification des termes « découler », « nouvelle » ou « irréductible » (appliqués aux propriétés), et de leurs différentes acceptions possibles.
  • On parle parfois d’« émergence synchronique » pour qualifier les rapports entre des propriétés considérées à des échelles spatiales différentes, ou d’« émergence diachronique » pour qualifier l'apparition d'une propriété nouvelle à un moment donné (évolution, embryogenèse...). Selon les auteurs et la définition choisie, l'émergence est aussi souvent associée aux concepts de « causalité descendante »[8], de « survenance »[9], de « rétroaction »[10], d’« auto-organisation » ou de « complexité ».
  • Les deux exemples classiques de phénomènes proposés comme émergents sont la conscience, comprise comme une propriété émergente du cerveau, et la vie, entendue comme une propriété émergente de la physico-chimie des organismes vivants.


Blue-circle-target.png Exemples par disciplines

Exemple de l'émergence de la propriété enzymatique

L'émergence est un phénomène physicaliste, c'est-à-dire qu'il peut être expliqué par les propriétés physiques, chimiques ou biologiques de la matière.

  • Biochimie : l'émergence de la fonction enzymatique s'explique principalement par le repliement de la protéine d'une forme linéaire en une forme compacte (voir figure ci-contre). C'est le rapprochement dans l'espace tridimensionnel des acides aminés chimiquement actifs (rectangles rouges) qui fait apparaître (émergence) de nouvelles propriétés physico-chimiques dans une région localisée de l'espace : le site actif de l'enzyme.
  • Anatomie : des considérations sur l'apparition de variantes de l'œil dans plusieurs branches très différentes de la classification du vivant incitent à penser que l'apparition de l'œil fait partie des propriétés émergentes prévisibles là où existe une source lumineuse. Dans son livre L'horloger aveugle, le biologiste Richard Dawkins étudie plus en détail le mécanisme de cette émergence à partir d'une simple cellule se trouvant douée au départ de photosensibilité[11], par le biais de sélections naturelles successives. Il utilise pour cela des simulations sur ordinateur. Dans sa théorie de la complexité en mosaïque, Georges Chapouthier vise à expliquer cette émergence par la différenciation et l’intégration d’entités à l’origine juxtaposées et identiques[12].
  • Zoologie (Éthologie et entomologie) : chez les insectes sociaux comme les fourmis ou les termites, il apparait un comportement émergent, effet global qui résulte de l'application de règles locales. Modèle:Citation[13],[14]. Par exemple, par le fait qu'un termite ait plus de chance de déposer une motte de terre en un lieu où il y en a déjà, on verra émerger la construction d'une termitière au sein d'un groupe de termites.
  • Botanique : les brousses tigrées sont des communautés végétales caractérisées par une structure spatiale périodique dite émergente. En effet, cette structure en motif périodique décimétrique à hectométrique, échelle largement supérieure aux individus végétaux qui la composent, est le résultat d'interactions locales entre ces individus et leurs plus proches voisins[17].
  • Neurosciences : des règles simples d'interactions neurales implantées comme des règles d'apprentissage non-supervisé permettent de voir l'émergence de structures complexes. Un exemple est l'organisation du cortex visuel primaire et en particulier l'émergence de la selectivité de ces neurones à des orientations locales dans l'image rétinienne[18]
  • Systémique : l'accent est mis sur le phénomène d'émergence : Modèle:Citation[19]. Ce n'est plus une somme de comportements simples, mais le résultat d'une interaction entre ces comportements et la complexité du système.



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  1. el-Hani, Charbel Nino, and Antonio Marcos Pereira (2000), Higher-level Descriptions: Why Should We Preserve Them? in Peter Bøgh Andersen, Claus Emmeche, Niels Ole Finnemann, and Peder Voetmann Christiansen (eds.), Downward Causation: Minds, Bodies and Matter, Aarhus (Danemark), Aarhus University Press, p. 133.
  2. 2,0 et 2,1 Timothy O’Connor, (1994), Emergent Properties, American Philosophical Quarterly, 31: 97–8.
  3. Bedeau M.A "Weak emergence" Philosophical Perspectives, vol. 11, 1997
  4. Hughes Bersini, Qu'est-ce que l'émergence?, Paris, Ellipses, , 139 p. (ISBN 978-2-729-83442-5, OCLC 191812705)
  5. Jack Cohen, (en) The Collapse of Chaos: Discovering Simplicity in a Complex World, éditeur Perguin, 2000, 512 pages, (ISBN 9780140291254)
  6. Modèle:Citation étrangère O'Connor et Wong 2012, introduction.
  7. John Stuart Mill, Système de logique déductive et inductive, Bruxelles, Mardaga, (ISBN 978-2870093344, lire en ligne), p. 492.
  8. En anglais downward causation.
  9. En anglais supervenience.
  10. En anglais feedback.
  11. Dawkins, R., 1986. The Blind Watchmaker: Why the evidence of evolution reveals a universe without design. W.W. Norton and Company, New York, p. 93.
  12. Chapouthier G., 2001. L'homme, ce singe en mosaïque, Éditions Odile Jacob, Paris
  13. Intelligence collective des fourmis et nouvelles techniques d'optimisation, CNRS Info no , septembre 2000
  14. Étude de l'INRIA sur les "Modèles d'inspiration biologique"
  15. Iida F. et al., 2004, Embodied Artificial Intelligence, Springer, p. 9. Voir aussi Langton, C. G. (1995). Artificial life: an overview, Cambridge, Mass.: MIT Press.
  16. 16,0 et 16,1 B. Walliser "Deux modes d'émergence" Hors série Sciences & Avenir no  "L'énigme de l'Emergence"
  17. Rietkerk, M., Dekker, S. C., De Ruiter, P. C. & Van De Koppel, J. (2004a) Self-organized patchiness and catastrophic shifts in ecosystems. Science, 305, 1926-1929.
  18. (en) B. A. Olshausen and D. J. Field. Emergence of simple-cell receptive field properties by learning a sparse code for natural images, Nature, 381(6583), p. 607–9, juin 1996.
  19. Beckenkamp, Martin, The Herd Moves? Emergence and Self-organization in Collective Actors (July 2006). MPI Collective Goods Preprint No. 2006/14 Available at SSRN