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Optimisation des performances, complexité des systèmes et confrontation aux limites
QU’EST-CE QUE LA COMPLEXITÉ EN SCIENCE ?
La notion de complexité, qui amalgame, souvent à tort, chaos et hasard, a été particulièrement étudiée par le groupe de Santa-Fé, dans les années 1990, sous l’impulsion de Stuart
Kauffmann. Une défi nition du concept peut être proposée :
« Un système complexe est un réseau d’entités élémentaires ayant les caractéristiques
suivantes :
- des propriétés nouvelles émergent d’un tel système, ne pouvant être « simplement » déduites
de celles de ses composantes par une combinaison linéaire, un simple changement d’échelle,
une simple somme des propriétés individuelles ;
- les relations entre les entités sont diverses : relations de proximité ou lointaines, présence
de boucles de rétroactions ;
- les entités et les relations peuvent évoluer dans le temps, de nouvelles peuvent apparaître,
certaines peuvent disparaître ;
- le système complexe est ouvert, c’est-à-dire qu’il existe des échanges avec le monde
extérieur ;
- le système complexe a une histoire. Quand on l’observe à un moment donné, il faut la prendre
en compte si c’est possible, ou du moins en avoir conscience ;
- il comporte des emboîtements, c’est-à-dire qu’il est composé de sous-systèmes ;
- ses frontières sont diffi ciles à cerner et résultent souvent du choix de l’observateur, c’est
ce qu’on appelle la « fermeture du système ».
Un système peut être qualifi é de « structurellement complexe » s’il est constitué de nombreuses
entités reliées entre elles (Figure 7). Un tel système peut cependant exhiber un comportement
simple, régulier (comme des systèmes à nombreux compartiments mais où les relations
sont linéaires). Un système, même structurellement simple, peut exhiber un « comportement
complexe », le plus complexe étant un comportement erratique, chaotique.
Le hasard observé (au moins dans une partie du monde réel au comportement qualifi é de
stochastique), résulterait d’un comportement complexe erratique, celui-ci pouvant être
engendré par des processus ou des combinaisons de processus déterministes engendrant
du chaos (dans le sens scientifi que des termes hasard et chaos). »
Extrait du livre d’Alain Pavé (2007). La nécessité du hasard, vers une théorie synthétique de la biodiversité.
EDP Sciences, et références citées.
Figure 7
Ramures d’arbres, colonies de termites, fourmilières… la nature regorge de systèmes « structurellement
complexes ».
Optimisation des performances, complexité des systèmes et confrontation aux limites
QU’EST-CE QUE LA COMPLEXITÉ EN SCIENCE ?
La notion de complexité, qui amalgame, souvent à tort, chaos et hasard, a été particulièrement étudiée par le groupe de Santa-Fé, dans les années 1990, sous l’impulsion de Stuart
Kauffmann. Une défi nition du concept peut être proposée :
« Un système complexe est un réseau d’entités élémentaires ayant les caractéristiques
suivantes :
- des propriétés nouvelles émergent d’un tel système, ne pouvant être « simplement » déduites
de celles de ses composantes par une combinaison linéaire, un simple changement d’échelle,
une simple somme des propriétés individuelles ;
- les relations entre les entités sont diverses : relations de proximité ou lointaines, présence
de boucles de rétroactions ;
- les entités et les relations peuvent évoluer dans le temps, de nouvelles peuvent apparaître,
certaines peuvent disparaître ;
- le système complexe est ouvert, c’est-à-dire qu’il existe des échanges avec le monde
extérieur ;
- le système complexe a une histoire. Quand on l’observe à un moment donné, il faut la prendre
en compte si c’est possible, ou du moins en avoir conscience ;
- il comporte des emboîtements, c’est-à-dire qu’il est composé de sous-systèmes ;
- ses frontières sont diffi ciles à cerner et résultent souvent du choix de l’observateur, c’est
ce qu’on appelle la « fermeture du système ».
Un système peut être qualifi é de « structurellement complexe » s’il est constitué de nombreuses
entités reliées entre elles (Figure 7). Un tel système peut cependant exhiber un comportement
simple, régulier (comme des systèmes à nombreux compartiments mais où les relations
sont linéaires). Un système, même structurellement simple, peut exhiber un « comportement
complexe », le plus complexe étant un comportement erratique, chaotique.
Le hasard observé (au moins dans une partie du monde réel au comportement qualifi é de
stochastique), résulterait d’un comportement complexe erratique, celui-ci pouvant être
engendré par des processus ou des combinaisons de processus déterministes engendrant
du chaos (dans le sens scientifi que des termes hasard et chaos). »
Extrait du livre d’Alain Pavé (2007). La nécessité du hasard, vers une théorie synthétique de la biodiversité.
EDP Sciences, et références citées.
Figure 7
Ramures d’arbres, colonies de termites, fourmilières… la nature regorge de systèmes « structurellement
complexes ».