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Résumé
En physique des particules, on peut caractériser les quatre forces fondamentales, vecteur des interactions par l'intermédiaire des particules élémentaires , par la typologie des interactions. L'interaction forte, responsable des liaisons des quarks au sein du noyau atomique par les gluons, est caractérisée par une augmentation de la force en fonction de la distance des quarks. L'interaction reproductive recouvre les mêmes caractéristiques. Plus un élément possède une identité forte dans un système plus sa hiérarchie est haute dans ce système. Les éléments qui dévient par rapport à l'identité d'un système ont une hiérarchie plus basse. Ils sont ramenés ou maintenu dans le système par des flux de type éducatifs (redistribution). La force électro-magnétique responsable des interactions inter-atomiques et des électrons sur les noyaux, par l'intermédiaire des photons, est de type différenciation. Les polarités opposées s'attirent, de sortent que le flux est de type complémentaire. L'interaction faible, responsable de la désintégration b, par l'intermédiaire des bosons électrofaibles, est de type hiérarchique. Elle ne s'applique qu'aux particules de spin gauche. L'interaction gravitationnelle, portée par des hypothétiques gravitons, à une portée infinie. Elle à des caractéristiques de type liante car plus elle est proche, plus la force est importante.
Le principe constructal est une théorie proposée par Adrian Bejan, qui a pour objet la définition des formes optimales en relation avec les contraintes et fonctions des objets. On peut trouver une brève description de cette théorie et de ses applications dans la revue "Science et Vie" novembre 2003. Le principe constructal, en cherchant, non a diminuer les contraintes, mais à les répartir dans l'espace, produit une minimisation des contraintes temporelles et participe ainsi à la dynamique la construction complexe d'auto-organisation. Elle part du principe, non que la contrainte doive être minimisée, ce qui conduit à minimiser les flux entropiques, mais que la contrainte doit être utilisée, organisée pour produire plus de complexité et de capital.
La transformation du boulanger, généralisation de l'application de Bernoulli, est un modèle mathématique caractéristique de nombreux systèmes dynamique réels, notamment parce qu'elle intègre le chaoticité (propriétés : inversible, réversible par rapport au temps, déterministe, récurrente et chaotique) . Pour effectuer la transformation, on pratique un étirement (différenciation : l'ordre est conservé alors que les distances sont modifiées), un pliage (hiérarchie : l'ordre est modifié) et un collage (liaison : l'objet redevient un tout cohérent). La phase de reproduction est assumée par le mathématicien qui utilise cette transformation.
Stephen
Wolfram, en se basant sur des acquits scientifiques tels
que l'aspects discret des dimensions dans l'infiniment petit et le nombre
limité de loi fondamentale (peut être quatre selon Seth Llord),
propose de penser l'univers comme un calculateur qui, en quelques lignes
de programme simple, peut produire la complexité du monde qui nous
entoure.
Les systèmes chimiques sont très complexes
et variés en raison de la grande diversité des niveaux d'énergie.
Pour simplifier, les chimistes classifient les interactions (liaisons)
en plusieurs catégories qui n'existent que pour les besoins de
l'analyse . L'interaction ionique est le produit du partage de charges
positives et négatives (lien et différenciation car chaque
atome reste différent en raison de sa polarité, mais est
lié électrostatiquement). La liaison covalente est le partage
en valeur égale d'un électron pour deux atomes (lien). La
réaction d'oxydo-réduction, est un transfert d'électron
(hiérarchie). Les réactions de catalyses active (ATP, ADP)
ou passive permettent la reproduction des formes chimiques moins probables
(reproduction). Elle crée un environnement favorable à l'interaction,
de la même manière que l'interaction forte est expliquée
par les effets d'écrans et de camouflage, c'est-à-dire par
la structure de l'environnement des particules.
C'est certainement en biologie, que les exemples seront le plus nombreux. Tout les êtres vivants peuvent être décrit par trois grands modèles ; le modèle phylogénétique capacité à évoluer (différenciation), le modèle ontogénétique, capacité à se reproduire (reproduction) et le modèle épigénétique, capacité à l'apprentissage (hiérarchie). La notion d'être vivant est un modèle systémique qui implique une cohérence et un lien entre les éléments (liaison).
La mort est au coeur du vivant comme
le présente Jean-Claude
Ameisen dans un article de la revue "pour la science (décembre
2003). "La pérennité dépend d'un équilibre
permanent entre les capacités de déconstruction et de reconstruction,
d'auto-destruction et de renouvellement", de vie et de mort. Ainsi,
les systèmes biologiques évoluent dans un fragile équilibre
à la frontière entre ordre et désordre, entre vie
et mort. Cette frontière est celle qui maximise la complexité,
et les phénomènes chaotiques. Elle correspond à notre
définition de la complexité qui est le produit de quatre
opérateurs dont un diversifiant, qui conduit au désordre,
à la mort et un autre liant qui conduit à l'ordre et à
la cohérence, à la vie. D'autre part, cet équilibre
entre vie et mort est également un équilibre entre phénomène
entropique et phénomène complexe. Le moteur de l'évolution
entropique étant la minimisation des contraintes spatiales, et
celui de l'évolution complexe, la minimisation des contraintes
temporelle, il existe un équilibre entre ces deux phénomènes
d'optimisation, puisque le temps et l'espace sont des grandeurs dépendantes.
Les systèmes évoluent ainsi vers des minimas d'énergie
tout en construisant des capitaux qui freine cette dégradation
entropique de manière à minimiser les contraintes temporelles.
Dans le domaine social, la notion de systèmes que nous utilisons ici est proche de la notion d'" unité active " utilisée dans une théorie générale de l'action appliquée aux relations internationales et qui est basée sur deux éléments fondamentaux ; la culture (reproduction) et l'organisation (hiérarchie) . Talcott Parsons, dans son essai sur l'élaboration d'une théorie générale de la société avec une approche structuro-fonctionaliste, a proposé quatre fonctions pour décrire la dynamique des systèmes ; Une fonction de stabilité normative (reproduction), Une fonction d'intégration qui coordonne les éléments du système (hiérarchie), une fonction de poursuite des buts (liaison, cohérence) et enfin une fonction d'adaptation (différenciation) .
André Comte-Sponville a développé,
dans son livre intitule "Le capitalisme est-il moral?", un outil
d'analyse, un outil d'aide à la décision, en définissant
4 ordre d'analyse ayant chacun leur dynamique propre. Il s'agit de l'ordre
économico-technico-scientifique (ordre 1), de l'ordre juridico-politique
(ordre 2), de l'ordre de la moral (ordre 3) et de l'ordre de l'éthique
ou de l'amour (ordre 4). Ces 4 ordres correspondent aux 4 phases (Différenciation,
Hiérarchisation, Liaison et Reproduction) du concept de développement
complexe. Ces ordre sont hiérarchisés de manière
àce que les ordre supérieurs constituent une limitation,
une contrainte pour les ordres inférieurs. Compte-sponville définit
une dynamique ascendante et une dynamique descendante des ordres qui correspondent
à la dynamique de complexification et de croissance entropique.
Enfin, il analyse les problèmes sociaux comme étant la résultante
de confusions d'ordre. La confusion des ordres engendre le ridicule et
la tyranie (ridicule au pouvoir). La tyranie du supérieur est l'angélisme
et la tyranie de l'inférieur est la barbarerie.
En psychologie, le groupe de Klein permet de rendre compte de nombreuses conduites humaines. Jean Piaget l'utilise sous le nom de groupe INRC afin de définir la structure mentale par les quatre transformations suivantes : I :identique (reproduction), N : inverse ou négation (hiérarchie), R : réciproque (différenciation, échange réciproque), C : corrélative (lien, degré de dépendance, de cohésion).
En systémique, Joel
De Rosnay décrit la naissance d'une organisation complexe
et de sa trajectoire en spirale (p.71) qui, à chaque cycle, rajoute
un degré de complexité . Le point de départ est une
population capable de se reproduire (Reproduction).Les interaction chaotiques
conduisent à une grande variété de structures (différenciation).
Des boucles de rétroactions positives et des catalyses (autocatalyses)
permettent l'établissement de cycles se bouclant sur eux-mêmes.
La complémentarité des éléments des cycles
est caractéristique de la différenciation (différenciation
et échange) L'autocatalyse conduit à l'autosélection
des systèmes les mieux adapté par une brisure de symétrie
fonctionnelle (hiérarchie). Enfin, des symbioses se créent
par coévolution avec d'autres organismes (lien). La mémorisation
des structures et des mécanismes reproductifs et évolutif
correspond à la production de son identité et de sa capacité
à l'autoreproduction. Tel est la description des phases essentielles
à l'émergence de la complexité
La complexité est définie comme étant la taille du plus petit programme permettant de calculer un système. La compression des informations qui accompagne toute démarche cognitive, applatit le temps, de sorte que la connaissance devient intemporelle. De l'information est ainsi perdue. La somme des flux qui traversent un système n'est pas suffisant pour le caractériser. Selon la temporalité de la réciprocité des flux, ils peuvent avoir un effet diversifiant (réciprocité instantanée), une effet liant (réciprocité à court terme), un effet reproducteur (réciprocité à moyen terme) et un effet organisationnel (réciprocité à long terme). En caractérisant les flux par ces variables temporelles, on peut définir la complexité des systèmes comme étant le produit des quatre opérateurs définissant les quatre types de flux cités ci-dessus. Ainsi, on rejoint la définition quantitative de la complexité algorithmique puisque la complexité est maximum (pour une valeur de flux donnée) lorsque les quatre opérateurs sont identiques. C'est dans cet état que le système se trouve entre ordre et chaos et que son fonctionnement est fortement imprévisible. Totalement désordonné, le système est statistiquement prévisible et parfaitement ordonné, le système est statique.
Intelligence
artificielle
La théorie de l'information proposée à l'origine par Claude E. Shannon, repose sur l'idée fondamentale que l'information doit être transmise par un canal. L'information, ainsi que le canal sont étudiés séparément, mais aussi de manière associée afin d'optimiser le transport des informations. C'est une théorie du signal au sens large, car la simplicité de son concept de base lui permet d'être utilisé aussi bien en mathématique qu'en sociologie ou en biologie. L'information, définie comme étant ce qui permet de diminuer les choix dans un ensemble de possibilités, est à l'origine des interactions entre des éléments, diminuant ainsi leur degré de liberté et donc leur entropie. En immobilisant dans un état définit les éléments lors des sinteractions, l'information produit du capital, c'est-à-dire de nouveaux éléments d'ordre et de complexité supérieur. Ainsi, le capital globale d'un système est composé d'une part des capitaux constitués par les éléments de niveaux inférieurs (n-x;x>0) mesuré soit en terme d'information des niveaux inférieurs, soit en terme de capacité à produire des flux, et d'autre part, du capital informationnel, c'est-à-dire du capital de niveau n, le niveau de référence de l'analyse. Le capital informationnel produit l'organisation caractérisé par la phase H, et le capital élémentaire (éléments sur lequel repose le niveau n) est à l'origine de la production. La capacité à produire des flux pour les éléments de niveaux inférieurs (une machien par exemple), se définit dans le niveau n (le niveau social par exemple), car ce n'est que l'information du niveau n (information symbolique dans le système social) qui est capable de donner de la valeur (valeur sociale financière par exemple) sur le niveau de référence n.
La croissance économique est un indice qui comptabilise l'ensemble des flux sociaux de type économique (échange à réciprocité instantanée), qu'ils soient positifs (construction de la complexité sociale) ou négatifs (augmentation de l'entropie de l'environnement). Ainsi, la croissance économique ne peut être considérée comme une mesure du développement social, car les charges et les produits sont comptabilisés dans la même colonne.