Système compliqué et système complexe.

Afin de bien comprendre les blogs suivants, il est important de bien comprendre ce que j’appelle un système compliqué et un système complexe.

D’un point de vue structurel, ces deux systèmes se présentent sous des formes très similaires. Les deux sont constitués d’éléments, de structures, de liens, d’actions et de rétroactions. Voir des exemples au chapitre 8 de mon livre Dans le contexte qui nous préoccupe, ce qui les distingue est essentiellement la façon dont ils se forment, de ce qui les gouverne et de la façon dont ils évoluent. Ainsi, nous dirons que :

Pour un système compliqué.

L’évolution temporelle des flux d’énergie, de matière et d’entropie est régie par une volonté, par une intelligence logique qui suit un but précis. Tous ses composants sont connus, répertoriés et agencés selon une logique documentée par des schémas, des plans, des calculs, etc. En règle générale, ces systèmes sont démontables, parfois recyclables, et parfaitement reproductibles. Il est donc possible de modéliser le comportement et l’évolution des systèmes compliqués à l’aide d’algorithmes mathématiques. Les avions, les voitures, les ordinateurs, les centrales nucléaires, sont des exemples de systèmes compliqués.

Pour un système complexe.

L’évolution temporelle des flux d’énergie, de matière et d’entropie est régie par aucune volonté. Ce système évolue d’une manière quasi-aléatoire vers toujours plus de complexité, jusqu’à ce que les flux d’énergie et de matière deviennent minoritaires par rapport à celui de la création d’entropie (désordre). Si l’entropie croît trop rapidement, alors le système s’effondre et tourne brutalement vers une forme de chaos. Dit d’une autre manière, un système complexe est vu ici comme le résultat d’événements survenus par hasard, au gré d’arrangements et de combinaisons aléatoires entre ses éléments, ses structures, etc., qui le composent. Parce qu’un système complexe n’obéit à aucune logique et à aucune volonté (du moins humaine), parce qu’il ne se développe qu’au travers d’une multitude quasi imprévisibles d’arrangements et de combinaisons de ses composants, il ne peut pas revenir en arrière. Il est irréversible. Il est donc non modélisable mathématiquement. L’univers, la biosphère, un biotope, un organisme biologique, et même notre civilisation maintenant mondialisée sont tous, selon cette définition, des systèmes complexes.

D’une manière générale, un système complexe ne peut pas naître à partir de rien.

Tout nouveau système complexe appelé système « complexe-enfant » émerge nécessairement d’un autre système complexe, plus vaste, plus ancien, appelé système « complexe-parent ». Le système « complexe-parent » de toutes les espèces biologiques sur Terre est la biosphère. Il est composé d’un enchevêtrement de systèmes « complexe-enfant » constitué par les différentes espèces biologiques qui la composent. Elles sont liées les unes aux autres par le réseau trophique qui évolue depuis près de 4 milliards d’années.

Les systèmes « complexe-enfant » doivent obligatoirement être en osmose avec leur système « complexe-parent ». Pour assurer sa pérennité, ce dernier est doté d’un équilibre instable évolutif. Si un système « complexe-enfant » prend trop de place, la zone d’équilibre du système « complexe-parent » se déplace de telle façon qu’il déclenche des contre-réactions, appelées encore rétroactions, qui vont tendre à diminuer, voire inverser, la croissance du système complexe-enfant.

Mais qu’entend-on par équilibre stable et instable, ou encore instable évolutif ? Nous dirons que : un élément est dit en équilibre stable lorsque écarté de son point d’équilibre, il y revient toujours. Même si c’est après quelques oscillations autour de ce point. Exemple : une bille à l’intérieur d’un bol. Le point d’équilibre est au fond du bol. Si on écarte la bille de ce point, elle finira toujours par y revenir.

Lorsqu’il n’y a pas de point d’équilibre fixe dans l’espace et dans le temps, on parle d’équilibre instable pour un élément ou un système. Exemple : un équilibriste tenant sur son menton une perche sur laquelle il fait tourner une assiette. L’artiste reste à l’intérieur d’un spot lumineux qui détermine sa zone d’équilibre. L’équilibriste et l’assiette, en équilibre instable, se déplacent constamment à l’intérieur de cette zone d’équilibre. Cependant, cette dernière peut évoluer si, par exemple, l’artiste est confronté à de légers courants d’air changeant en force et en direction. La zone d’équilibre instable s’agrandit et se déplace. On dira alors que le système est en équilibre instable évolutif. La biosphère, l’atmosphère, l’ensemble des sociétés humaines sont des exemples d’équilibre instable évolutif.

Tout système complexe (ou même compliqué) a besoin de 3 types de flux d’énergie.

Il lui en faut d’abord un pour faire croître le système, un autre pour le faire fonctionner, et enfin un troisième pour garantir son entretien, c’est-à-dire pour réparer les dégâts causés par le temps. La somme de ces trois flux représente le flux total d’énergie à disposition. Pendant la formation d’un système complexe, c’est le flux d’énergie de croissance qui est dominant, tandis que les flux d’énergie de fonctionnement et d’entretien restent faibles.

Étant donné que tout système complexe recevant un flux d’énergie suffisant tend vers toujours plus de complexité, l’énergie totale dont il a besoin pour exister grandit proportionnellement à son niveau de complexité. Cependant, les trois types de flux d’énergie mentionnés plus haut varient de manière différente. Au fur et à mesure que la complexité du système augmente, les flux d’énergie de fonctionnement et d’entretien s’intensifient. Il y a donc une diminution proportionnelle de l’énergie disponible pour le faire croître. Dans un système fini, tel que notre planète, le flux total d’énergie ne peut pas tendre vers l’infini. À un moment donné, le flux total d’énergie ne peut plus progresser. Il atteint alors une valeur limite qu’il ne peut maintenir au mieux qu’un certain temps. Dans ce cas, tout le flux d’énergie à disposition sera utilisé pour le fonctionnement et l’entretien du système. Passé ce cap, et parce que tout dans la Nature se dégrade de plus en plus avec le temps (entropie), l’ensemble du système complexe va se déliter graduellement, car les flux de fonctionnement et d’entretien deviendront de plus en plus insuffisants. Passé ce nouveau cap, le système s’effondre, car le désordre tend à prendre le dessus.