A komplexitás jellemzi egy olyan rendszer viselkedését, amelynek komponensei lokálisan és nemlineárisan lépnek kölcsönhatásba , ami nehezen megjósolható viselkedést eredményez. A komplexitás tehát egy olyan rendszert jellemezhet, amely "nagyszámú, központi koordináció nélkül, építész által készített terv nélkül kölcsönhatásban álló, összetett struktúrák megjelenéséhez spontán módon vezető elemből áll" (Alain Barrat, az elméleti fizika központjának kutatási igazgatója) Marseille-ben); hanem néhány elemből álló rendszereket is jellemez (lásd a determinisztikus káoszt ).
A komplex szó a latin complexus- ból származik , ami azt jelenti, hogy átfogja, megérti vagy mi szövődik össze . A komplexitás egy bőrönd-koncepció, amely több összefüggésben is megtalálható:
Számos területen használt fogalom: filozófia , ismeretelmélet (különösen Anthony Wilden vagy Edgar Morin ), fizika , biológia (például Henri Atlan ), evolúcióelmélet (például Pierre Teilhard de Chardin ), ökológia , szociológia , mérnöki , informatikai vagy információs tudományok . Területtől függően a komplexitás fogalma nagyon változó lehet.
Általánosságban elmondható, hogy a komplexitás központi fogalom, bár nagyon nehéz meghatározni, a rendszerszintű rendszerről, amelyek vizsgálják a rendszereket , azok dinamikáját és általában azok tulajdonságait.
A mindennapi nyelvben a komplexitás fogalma ellentétben áll az egyszerűségével, és gyakran összetévesztik a bonyodalom fogalmával.
"A komplex rendszerek" spontán "kölcsönhatásokban nyilvánulnak meg a hangyák között, amelyek kihangsúlyozzák a hangyaboly komplex felépítését , biológiai sejtek között, amelyek önszerveződnek a sejtváz kialakulása érdekében, vagy egy stadion támogatói között , amelyek olát hoznak létre. Mindezek a jellemzők az alkatrészek tulajdonságai alapján nehéz megjósolni "(Pablo Jensen, az ENS de Lyon fizikusa).
Néha az egyszerű rendszerből összetett rendszer lesz, és fordítva . Például a víz fázisváltozása: "Amikor a gőzfelhő jégkockává alakul, az egyszerű összetetté válik."
A redundancia nem azonos ismétlés, hanem ugyanazon rajz vagy minta (angol mintával ) különböző verzióinak sokasága telepítése .
Tehát lehetséges modellezni a bonyolultságot a funkcionális redundancia szempontjából, mint például a kínai étterem, ahol több funkciót hajtanak végre egy szerkezet egy helyén.
A bonyodalom szempontjából a modell egy gyár szerkezeti redundanciája lenne, ahol ugyanazt a funkciót látják el a szerkezet több különböző helyén.
1 - A szerkezeti redundancia különböző struktúrákat jelöl ugyanazon funkció ellátására, például egy gépkocsi kettős fékezési körét, vagy több különböző műhelyt vagy különböző gyárat ugyanazon alkatrész vagy ugyanazon gép gyártására. Strukturális redundancia jellemzi a „szövődményt”. A szerkezeti redundanciát a kettős fékező áramkör szemlélteti, hogy nagyobb biztonságot nyújtson a modern gépjárművekben, valamint a hadigépek többféle elektromos, hidraulikus és pneumatikus vezérlő áramköre, amelyek a harci sérülések után a legénységükkel visszahozzák őket.
2 - A funkcionális redundancia a szerkezet egy pontján végrehajtott különböző funkciók sokasága, például egy kézműves műhely, amely különböző műveleteket hajt végre különböző anyagokkal. A funkcionális redundancia jellemzi az önszerveződés "összetettségét" és állapotát Henri Atlanban. Ez a fajta Ross W. Ashby neuropszichiáterben kibernetikára váltott.
A szövődmény a sorrendben a strukturális redundancia egy konfiguráció ( cum ) sok hajtást ( latin : plico , vannak , atum : fogó). A szövődmény, a szorzás, a sokszorosítás és a replikáció ugyanaz a hajtások és hajtások sorozata. A vezérlő áramkörök sokasága ugyanazt a funkciót ellátni.
A komplexitás egy konfigurációt ( cum ) egy csomópont ( plexus ) az egymásba fonódó entanglements. Tehát a bonyolultság a funkcionális redundancia sorrendjében van, mint egy étterem, amely 40 különböző ételből álló menüt mutat be. A kézműves kombinált fafeldolgozó gép, amely fűrészel, gyalul, fúr és így tovább, reprezentálja ezt a bonyolultságot, mint egy hobbi elektromos fúrógépe, amely sokféle tartozékkal rendelkezik a különböző funkciókhoz.
Az összetettség fogalmát az algoritmikus információelmélet határozza meg .
Az algoritmusok bonyolultságának elmélete formálisan tanulmányozza az algoritmikus problémák belső nehézségeit. Az algoritmikus feladatok osztályozásához összetettségi osztályokat ( pl .: P, NP) határoz meg .
Kolmogorov bonyolultsági elmélete a véges objektum bonyolultságát a legkisebb (elméleti értelemben vett) számítógépes program méretével határozza meg, amely lehetővé teszi ennek az objektumnak az előállítását. Így egy tömöríthető szöveg bonyolult és kevés információt tartalmaz. Ez az oka annak is, hogy az általános tömörítési segédprogramok nem képesek teljesen véletlenszerű fájlokat tömöríteni (a "művelet a természetüknél fogva" lehetetlen), hanem csak azokat a fájlokat, amelyekről előre tudjuk, hogy tartalmaznak bizonyos redundanciát, amely összefüggéseket eredményez .
A fizikai tudományok már régóta uralja a paradigma az egyszerűség , formába öntve a redukcionista filozófia a René Descartes . A XX . Századtól kezdve a komplexitás tudományát fokozatosan fejlesztették, gyakran fizikai és matematikus, fizikus munkáján alapulva; a vele kapcsolatos fogalmak és eszközök elterjedtek a fizikai tudományokban.
A koncepció a megjelenése : a kollektív tulajdon a rendszer, amit nehéz vagy lehetetlen kapcsolódnak tulajdonságait összetevői:
A Henri Poincaré által előre látott és 50 évvel később formalizált determinisztikus káosz (a kifejezést JAYorke rögzítette volna (in) ) rendkívül dinamikusan jellemzi bizonyos dinamikus rendszerek kezdeti viszonyait, ami gyakorlatilag kiszámíthatatlanná teszi viselkedésüket. A fizika legfontosabb egyenleteinek számos megoldása kaotikus megoldással rendelkezik, például:
Az önszerveződés és a morfogenézis : a termodinamika második törvénye a kölcsönhatásban lévő rendszerek entrópiájának növekedését, és ezáltal a rendellenesség növekedését jelenti . A tudósok mindig felteszik maguknak a rendezett struktúrák (például biológiai rendszerek) eredetének kérdését, amelyek megfelelnek az entrópia helyi csökkenésének. A probléma továbbra is nyitott, annak ellenére, hogy előrehaladt, például a disszipatív szerkezet fogalma , amelyet I. Prigogine kémikus dolgozott ki .
A fizika régóta foglalkozik jól definiált és kategorizált rendszerek tanulmányozásával, például: szilárd anyagok / folyadékok / gázok, kristályok, homogén közegek stb. Míg a természetben sok rendszert nehéz besorolni ezekbe a kategóriákba. A francia Nobel-díjas Pierre-Gilles de Gennes az elsők között "foglalkozott a rend-rendellenesség átmenetének problémáival olyan összetett anyagokban, mint a polimerek , gélek , folyadékkristályok és újabban szemcsés anyagok ". Ezentúl a lágy anyag vagy a homokhalom fizikája a fizika problémáinak hierarchiájában nyerte el nemességét.
A komplexitáshoz kapcsolódó fogalmak általános jellegük miatt ritkán rendelkeznek heurisztikus erővel , de döntő szerepet játszanak a fizikai rendszerek átfogó megértésében.
„A nyugati kultúra által az evolucionizmusra rótt legsúlyosabb hiba a haladás tana. "
A nyugati komplexitás-felfogás, amely lépésről lépésre jelenik meg az élő rendszerekben és haladáshoz vezet, illúzió, amely nagyrészt az élővilág nagyon antropocentrikus szemléletéhez kapcsolódik, amelyet olyan episztemikus elfogultságok kísérnek, mint például a makrobiocentrizmus (a mikrobiális világ tudatlansága a makroorganizmusok haszna ) és esszencializmus ( ideális szervezeti tervek modellje ). Ezt az Arisztotelész- láncolatba áttervezett tervet a XIX . Századi evolucionista kontextusban hajtják végre , és napjainkban is élénk.
E nyugati felfogás szerint két fő elv látszik ismételten beavatkozni: azonos entitások „egymás mellé helyezése”, majd azok bonyolultabb entitásokba történő „integrálása”, amelyeknek aztán részét képezik ( Georges Chapouthier ismeretelméleti koncepciója ).
A filogenetikai rendszertan már cáfolta a nyugati tervezés, mielőtt átadná azt a színpadra az ötlet egy változó mozaik : a test nem a reflexió egy eszmei szinten, hanem egy egyedi mozaik karaktert, hogy a gyümölcs a készenléti annak evolúciós története . A komplexitás és a haladás olyan szubjektív fogalmak, amelyeknek semmi köze a biológiai evolúcióhoz: "az élet története egy megszakadt utat mond el, keveredik az újítások és veszteségek között - ez egy szabálytalan és gyakran visszafordítható út" .
Azonban a könyvében: „A Logic of Chance" Eugene Koonin (in) egy egész fejezetet szentel a származási biológiai komplexitás. Úgy véli, hogy "a komplexitás növekedése […] fő evolúciós tendencia", és hogy "a komplexitás megjelenése és fejlődése a genotípus és a fenotípus szintjén […] központi problémát jelent (ha ez nem a központi probléma) a biológiában ”(hangsúly az eredeti szövegben). Pontosabban, azt érti, hogy miért az evolúció nem marad szinten a legegyszerűbb autotróf prokarióták , sőt vezetett a megjelenése komplex prokarióták és mindenek felett, és sokkal markánsabban, eukarióták. , Azok hatalmas és nagyon gondosan szabályozott genom , sok sejttípus; és "még matematikai evolúciós elméletek kidolgozására is képes".
Az evolúció szokásos nézetében ilyen bonyolultság csak a sztochasztikus folyamatok kölcsönhatása révén jelent volna meg, de Koonin úgy véli, hogy ez az állítás, ha "ésszerű", mégis "túl általános" marad kielégítőnek.
Ezután Koonin kidolgozza a nem adaptív genomi evolúció elméletét, amelyben a genom evolúciója nem adaptáció , hanem azzal magyarázható, hogy az entrópia növekszik az alacsony tisztulást ( gyengén tisztító szelekció ) és az erős genetikai sodródást követve , a " populációhoz viszonyítva" szűk keresztmetszetek "( népesség szűk keresztmetszetei ). Az entrópia ezen növekedése egy "rossz alkalmazkodást" jelentene, amelyet eredetileg lehetetlen legyőzni - kivéve az eredetileg semleges szekvenciák későbbi funkcionális adaptációját, amely lehetővé teszi az élő szervezetek számára, hogy túléljék saját genomjuk terjeszkedését, ennélfogva az entrópia csökkenése változó, leszármazás.
"A súlyozott áramlású hálózatok olyan struktúrák, amelyek természetesen megjelennek az összetett rendszerek elemzésekor."
Cyril Dion Alexander C. Zorach és Robert E. Unlanowicz munkája alapján elmagyarázza, hogy a "komplex áramlási hálózatok (csakúgy, mint gazdasági, társadalmi és politikai rendszereink) rugalmassága alapvetően két tényezőn alapszik: az összekapcsolhatóságon és a sokféleségen".
Összekapcsolhatóság"Egy környezet, egy állat képessége arra, hogy nagyon változatos és nagyon sok interakcióval táplálkozzon". Példa a szennyvízcsatorna patkányára, "szinte bárhol képes menedéket és élelmet találni". Ha környezete megváltozik, nagyobb az esélye az alkalmazkodásra. Az óriáspanda ellenpélda, mert szinte kizárólag bambuszból táplálkozik, ha környezete megváltozik, akkor kisebb az alkalmazkodási esély.
SokféleségCyril Dion Petit Manuel de Resistance Contemporaine című könyvében példaként hozott példát ad nekünk : "Képzeljünk el egy fenyves erdőt, egy monokultúrát, amelynek célja a lehető leggyorsabb tömeges fatermelés. Az a nap, amikor tűz keletkezik, vagy egy a betegség megtámadja a fákat, a szaporodás káprázatos, és az egész erdő veszélyezteti a füstbe kerülést vagy a szennyeződést. Ellenkezőleg, ha az erdő tele van különböző fajokkal: tölgy, bükk, gyertyán ... egyesek ellenállnak a tűznek jobb, mások bizonyos típusú fertőzések, és az erdő egésze jobban képes lesz túlélni a sokkokat. "
Robert Ulanowicz szerint "egy komplex rendszer túlélése a hatékonyság (a mennyiség gyors feldolgozására való képessége) és a rugalmasság közötti megfelelő egyensúlytól függ".
A komplex rendszer nagyszámú részből áll. Csak ezzel a kritériummal minden anyagrendszer összetett lenne, kivéve a részecskéket , atomokat , kis ionokat és kis molekulákat . De egy rendszernek nagyon sok alkatrésze lehet nagyon bonyolult mozgás nélkül, ha például az összes alkatrész ugyanúgy mozog. A felek függetlenségének kritériuma célja ezeknek az eseteknek a kizárása. De nehéz pontosan meghatározni.
Amíg a szilárd anyagot tökéletesen merev testnek tekintjük , részei nem függetlenek egymástól. Néhány szám, néhány állapotváltozók elég ahhoz, hogy teljes mértékben jellemezni az állam mozgás a szilárd helyzet: A központ a tehetetlenség , a sebesség a fordítás , a sebesség a forgás . Az egyes részek mozgását ezek a számok teljesen meghatározzák. Másrészt, ha a szilárd anyag rezgéseit tanulmányozzuk , a mozgások sokkal bonyolultabbak lehetnek, mert az egyes részek mozgása eltérhet a többitől. Ugyanez vonatkozik a folyadékra is . E mozgások leírásához sokkal több állapotváltozóra van szükségünk, elméletileg végtelen számra. Itt azt mondani, hogy az alkatrészek függetlenek, az nem azt jelenti, hogy nem lépnek kapcsolatba a többivel, hanem csak az, hogy az alkatrész állapotának ismerete nem, vagy csak kevés információt nyújt az alkatrészek állapotáról.
A szubjektivitás és a kétértelműség elemében rejlik a felek függetlenségének értékelése: a rosszul megértett rendszer ugyanolyan összetettnek tűnhet, mert megmagyarázhatatlan, mint nagyon egyszerű, elégedett a felszínes magyarázatokkal.
A vállalat, az adminisztráció ... összetett társadalmi rendszerek, olyan mértékben, hogy különböző értékek, gondolkodási rendszerek, célok, referenciák ... vannak csoportosítva, amelyekbe az interperszonális kapcsolatok, technikák, vezetői gyakorlatok beágyazódnak egy üzleti cél érdekében , gazdasági hivatással vagy anélkül. Bármely emberi szervezetben szükség van a rendre, minden lehetséges formában ahhoz, hogy az egyéni gondolkodási rendszerek idővel koherens szervezetben létezzenek. Rend (kollektív vagy egyéni célok, minősítések, emberi erőforrások, légkör, hierarchia, intraprenőrség stb.) Nélkül a társadalmi rendszer nem tartana fenn ( társadalmi entrópia ), és az egyszerűből a bonyolultba, majd a bonyolultba , néha pedig káosz , visszafordíthatatlan.
Az előző bekezdést azért kell minősíteni, mert az emberi szervezetek többnyire egy piramis hierarchián alapuló bonyolult rendszer szerint szerveződnek, ahol a szervezet számára legfontosabb döntéseket a vezetés ( narancssárga paradigma ) vagy konszenzus ( zöld paradigma ) hozza meg . A szervezetek újrafeltalálása című könyvében Frédéric Laloux egy olyan opáli paradigmán alapuló emberi szervezeteket idéz fel, amelyek valóban összetett szervezeti rendszereket alkotnak (piramis hierarchia nélkül), ahol a gyakran működő döntéshozatali folyamatot elmondják: véleménykéréssel (és ezért egyoldalúan) döntés vagy konszenzus).
Ebben az értelemben az opálos paradigma szerint működő szervezetek hasonlóak egy hangyaboly megszervezéséhez és Luc Passera mirekológus által nekünk adott magyarázathoz: "tanácsos felhívni a figyelmet a királynő szerepére a hangyatársadalomban. sokáig azt hitték, hogy ő adott parancsokat a hangyabolyban, csakúgy, mint egy uralkodó az abszolút monarchiákban. Nem az. Nincs vezető a legbonyolultabb konstrukciók és a legösszetettebb vadászati magatartások között a egyének. A teljesítményük kulcsa a kommunikáció gazdagsága, különösen a feromonok használatával. Kiváló példa a kollektív intelligenciára : együtt megoldhatatlan megoldásokat találnak egyetlen lény számára. "
Az egyszerű rendszerek kiemelt tanulmányi tárgyak. Ezek olyan rendszerek, amelyek egy kísérlet során jellemezhetők, és az eredmények megismételhetők. Ez az egyszerűség iránti érdeklődés részben megmagyarázza, miért találunk minden könyvben és fizikai laboratóriumban ugyanazokat az egyszerű geometriákat ( kör , gömb , henger ...).
Azt mondhatjuk, hogy első közelítésként „a komplex rendszerek mind rendszerek: a komplexitás a szabály, az egyszerűség a kivétel. "
A komplexitás megértése több tudásterületet érint, és a világ komplexitásának elszámolása érvényes célnak tűnik a kutatók számára. Edgar Morin , szociológus és filozófus a „Bevezetés a komplexitásba” című fejezetben a komplexitás megközelítését kínálja. Megállapíthatjuk, hogy a komplexitás képes mindent megkérdőjelezni. Több paraméter összekeverése befolyásolja egymást. A definíciókat azonban gyakran izolálták anélkül, hogy egymáshoz viszonyították volna őket, ami lelassította a vizsgált rendszerek bonyolultságának megértését.
Az általános rendszerelméletet néha szisztémának nevezik .
A való világban a komplexitás egy része a szereplők (és döntéseik) irracionalitása, valamint a nyitott rendszer mérlegelésénél jelentkező hatások sokasága miatt következik be. A virtuális világban sajátos nehézségek jelennek meg: a virtuális entitások azonosítása, meghatározásaik, szerepeik, az emberek által alkalmazott szabályok, a hitelesítési folyamatok ... A szabályozási kritériumok a célegyetemekre és a manipulátorokra / tervezőkre vonatkoznak.