Modularity, Antimodularity and Explanation in Complex Systems

Ce travail concerne principalement la notion de modularite hierarchique et son utilisation pour expliquer la structure et le comportement dynamique des systemes complexes au moyen de modeles modulaires hierarchiques, ainsi qu'un concept de ma proposition, l’antimodularite, relie a la possibilite de la detection algorithmique de la modularite hierarchique. Plus precisement, je mets en evidence la portee pragmatique de la modularite hierarchique sur la possibilite de l’explication scientifique des systemes complexes, c’est-a-dire, systemes qui, selon une description de base choisie par l’observateur, peuvent etre consideres comme composes de parties elementaires discretes interdependantes. Je souligne que la modularite hierarchique est essentielle meme au cours de l’experimentation visee a decouvrir la structure de ces systemes. Mais la detection algorithmique de la modularite hierarchique se revele etre une tâche affectee par la demontree intraitabilite computationnelle de la recherche de la meilleure description modulaire hierarchique, et par l’excessive cherte computationnelle meme des methodes de detection approximatives de la modularite. L’antimodularite consiste en le manque d’une description modulaire appropriee aux exigences de l’observateur, manque du ou a l’absence de modularite dans la description basique choisie du systeme, ou a l’impossibilite de produire algorithmiquement une description hierarchique valide, en raison des dimensions excessives du systeme a evaluer en relation a la cherte computationnelle des methodes algorithmiques. Je souligne, de plus, que la modularite et l’antimodularite dependent du choix pragmatique d’une specifique description de base du systeme, choix fait par l’observateur sur la base de ses objectifs explicatifs. Je montre comment l’antimodularite entrave la possibilite d’appliquer au moins trois types bien connus d’explication: mecanique, deductive-nomologique et computationnelle. Un quatrieme type, l’explication topologique, reste par contre indemne. Ensuite j’evalue la presence de modularite dans les systemes biologiques, avec ses possibles consequences, et l’eventualite d’encourir dans l’antimodularite en biologie et en autres sciences: eventualite assez probable, au moins dans la biologie des systemes. Je me permet enfin quelques speculations metaphysiques et historiques plutot libres. D’un point de vue metaphysique, l’antimodularite semble suggerer une position possible, selon laquelle les especes naturelles sont modules qui ont ete detectes et, en raison de l’intraitabilite computationnelle de la detection de la meilleure description modulaire hierarchique, il est improbable qu’ils constituent la meilleure facon possible de decrire le monde, parce que la modularite des especes naturelles assez probablement ne reflete pas la meilleure modularite possible du monde. D’un point de vue historique, l’utilisation croissante des methodes computationnels pour la detection de la modularite ou pour la simulation de systemes complexes, en particulier dans certains domaines de la recherche scientifique, suggere la possibilite d’imaginer une multiplicite de disciplines scientifiques emergentes, guidees par une production croissante et auto-alimentante d’explications potentiellement inintelligibles pour les capacites cognitives humaines. Cela, a mon avis, constituerait un changement historique dans la science, qui, s’il n’a pas deja eu lieu, pourrait bien etre sur le point de se produire.