Systèmes complexes

Imaginez que vous êtes un scientifique qui étudie les fourmis. Si vous preniez une loupe et examiniez la routine quotidienne d'une fourmi, vous concluriez que les fourmis sont des créatures simples. Chaque jour, une fourmi décide d'une tâche pour occuper son temps. Qu'il s'agisse de chercher de la nourriture, de creuser des trous, de faire rouler de la terre sur des collines ou de toute autre activité imaginable, ce comportement individuel est souvent prévisible et facile à comprendre. Mais que se passe-t-il lorsque les fourmis interagissent entre elles ?

Après quelques semaines d'observation d'une colonie de fourmis, vous seriez choqué par l'efficacité, le travail d'équipe et les structures complexes qui résultent de l'effort collectif des fourmis. Les colonies de fourmis sont capables d'accomplir des tâches incroyablement complexes, allant de la construction de ponts à l'élevage de pucerons. Ces comportements sont si complexes que si l'on considère la colonie collectivement plutôt qu'individuellement, on s'aperçoit qu'elle caractérise un organisme vivant. Comme un organisme vivant, les colonies de fourmis ont des objectifs, s'adaptent^, se développent et ont un cycle de vie. Cependant, il n'y a pas de "cerveau" derrière ce "système vivant "1. Bien que cela puisse être difficile à imaginer, aucune instance dirigeante de la fourmi n'est responsable de toutes les actions de la colonie. En elles-mêmes, les fourmis ne sont pas très intelligentes. Elles ne sont capables que d'accomplir des tâches très simples. Malgré leur cerveau minuscule, les fourmis décident chaque jour de ce sur quoi elles vont travailler, et il en résulte un système vivant capable d'accomplir des tâches dont une fourmi individuelle ne pourrait même pas rêver. Comment cela se produit-il ?

Les systèmes complexes sont des réseaux de petites pièces qui interagissent pour produire quelque chose qui ne pourrait pas être prédit en analysant une seule pièce individuelle. L'idée générale d'un système complexe est résumée par l'expression courante "le tout est plus grand que la somme de ses parties". Bien qu'ils soient généralement difficiles à prévoir, les produits d'un système complexe se traduisent souvent par des tendances plus générales observables au fil du temps.

En règle générale, ces systèmes complexes sont construits à partir de trois éléments de base:2

1. Ils sont composés d'un certain nombre d'acteurs différents qui prennent leurs propres décisions.
2. Ces agents interagissent entre eux.
3. Le système produit quelque chose de plus grand que la somme de ses parties.

Bien que cela puisse sembler abstrait, les systèmes complexes sont partout si vous savez comment les trouver. En raison de leur omniprésence, la complexité est passée d'une idée académique de niche à une facette clé de plusieurs disciplines académiques. La portée académique des systèmes complexes est également vaste : l'économie, l'éducation, la biologie, la météorologie, l'urbanisme, la physique, les mathématiques et bien d'autres domaines ont intégré ses modèles. De quelque chose d'aussi petit que votre système immunitaire à quelque chose d'aussi global que les marchés de capitaux, les systèmes complexes fonctionnent en permanence dans le monde entier.

Systèmes : Une somme de parties qui fonctionnent ensemble par le biais de dépendances, d'interactions et de boucles de rétroaction pour former un ensemble plus grand.

La complexité : Concept emprunté aux mathématiques, la complexité des systèmes implique que les rouages d'un système n'aboutissent pas à un comportement prévisible.

Émergence : Lorsque l'on observe qu'un système possède des caractéristiques, les éléments qui le composent n'en ont pas. L'émergence ne se produit que lorsque ces parties interagissent, ce qui donne lieu à des comportements ou à des créations complexes.

Non-linéarité : Caractéristique des systèmes complexes, la non-linéarité se produit lorsqu'il n'y a pas de relation directe de cause à effet entre une entrée et une sortie. C'est ce qui rend les systèmes complexes imprévisibles.

Les systèmes complexes ont un passé complexe. Alors que nous observons, créons et interagissons avec ces systèmes depuis la nuit des temps, l'étude académique des systèmes complexes eux-mêmes n'est apparue que récemment. Avant ces études, la majorité des universitaires s'appuyaient sur des cadres réductionnistes. Le réductionnisme, par essence, consiste à considérer les sys^tèmes comme une fonction de leurs parties.3 La mécanique classique de la physique, les hypothèses néoclassiques de l'économie ou la biologie qui attribue les différences comportementales à la génétique en sont des exemples. Toutefois, ces hypothèses réductionnistes se heurtent à des difficultés lorsque des comportements nouveaux émergent des systèmes : elles ne peuvent souvent pas expliquer des phénomènes de plus en plus complexes.

À l'instar d'un système complexe, l'étude des systèmes complexes est née de l'étude indépendante de nombreux universitaires. Chacun de ces secteurs s'est rapproché de la complexité à chaque nouvelle découverte : les physiciens ont découvert la thermodynamique hors équilibre, les chimistes ont disséqué la chimie quantique et les économistes ont examiné l'ordre spontané sur les marchés. Il est important de noter que la plupart de ces universitaires sont sortis de leur discipline pour faire ces observations, ce qui a conduit à l'approche interdisciplinaire qui caractérise aujourd'hui les études sur les systèmes complexes.

Si la prise de conscience des systèmes complexes est née de cet effort, la découverte de la théorie du chaos l'a consolidée en tant que domaine académique légitime. En 1963, le météorologue et mathématicien Edward Lorenz est tombé sur le concept de chaos lorsqu'il a essayé, sans succès, d'utiliser les modèles météorologiques initiaux pour prédire les conditions météorologiques futures. Également connu sous le nom d'effet papillon, le chaos est ce qui met la prévisibilité hors de portée de la majorité des systèmes.

Le premier institut de recherche officiel axé sur les systèmes complexes a été l'Institut de Santa Fe, créé en 1984. Cet institut a réuni des physiciens, des économistes et de nombreux autres scientifiques réputés, lauréats du prix Nobel, afin de formaliser une compréhension générale de la complexité et des systèmes complexes. Aujourd'hui, un certain nombre d'institutions similaires examinent comment la complexité, le chaos et la théorie des systèmes peuvent être appliqués à une variété de domaines et de questions.4

Dès notre plus jeune âge, nous sommes formés à penser de manière linéaire. Les cours de mathématiques et de sciences nous enseignent des choses importantes comme le fait que des équations correctes produisent des résultats corrects ou que le mélange de deux ingrédients entraîne une réaction chimique prévisible. Bien qu'il soit important d'apprendre cette méthode de pensée, elle est souvent surutilisée. D'un côté, la pensée linéaire est logique : la vie est compliquée, nous essayons donc de la simplifier. Malheureusement, ignorer la complexité ne résout pas les problèmes qu'elle peut créer dans nos systèmes écologiques, technologiques ou sociaux.

Ce n'est un secret pour personne que le monde devient de plus en plus complexe. Chaque semaine, il semble y avoir une nouvelle crise à laquelle nous devrons rapidement faire face pour assurer notre survie. Rien qu'au cours des vingt dernières années, nous avons assisté à une accélération inquiétante de l'inégalité des revenus, du réchauffement climatique, des krachs économiques et des pandémies. Malgré notre désir de vaincre ces maux, ces problèmes persistent. Si ces problèmes s'expliquaient par des relations de cause à effet, nous aurions pu les résoudre depuis longtemps. Malheureusement, ce n'est pas le cas.

Pour s'attaquer à ces grands problèmes, nous avons besoin d'un nouveau modèle mental. Étant donné que la majorité des injustices dans le monde sont le fait de systèmes sociaux, économiques et environnementaux complexes, le fait d'ajuster notre réflexion pour comprendre le fonctionnement ^de ces systèmes complexes peut nous aider à trouver des solutions holistiques.5 Les pouvoirs uniques de résolution de problèmes multidisciplinaires que l'on trouve dans la pensée systémique peuvent nous aider considérablement, car ils se concentrent sur la cause première de la plupart des problèmes, ce qui nous empêche de nous perdre dans les détails. En identifiant ce qui déclenche l'échec des systèmes, nous pouvons tenter de trouver des solutions.

Bien que les systèmes complexes ne soient pas prévisibles à 100 %, ils commencent à susciter des modèles de comportement au fil du temps. Grâce à la disponibilité croissante de données, de modèles mathématiques et d'une compréhension globale du comportement humain, nous sommes peut-être en passe de comprendre le fonctionnement de bon nombre de ces systèmes et donc de trouver des solutions à ces grandes questions. Toutefois, cette compréhension ne sera possible que si nous abandonnons les concepts de linéarité, de solutions faciles et de prévisibilité lorsque nous abordons ces questions. Ce n'est qu'en nous appuyant sur le chaos et la complexité que nous commencerons à comprendre le fonctionnement de notre monde.

Malgré la prévalence des systèmes complexes, nous ne comprenons pas encore très bien comment faire face à leurs effets négatifs. Lorsque ces systèmes nous font défaut, comme c'est parfois le cas, notre réponse se résume essentiellement à deux options : lutter contre le système ou le laisser se débrouiller tout seul ? Cette question est à la fois très débattue et controversée dans le domaine de l'économie : que faisons-nous lorsque des systèmes économiques complexes nous font défaut ? Essayons-nous de réparer le système ou faisons-nous confiance aux décisions des autres ? Le gouvernement doit-il intervenir ou rester à l'écart ? Cette simple question a divisé le domaine et est devenue la base d'une variété de croyances politiques.

Si nous essayons d'examiner les systèmes complexes de la nature pour résoudre ces problèmes, nous ne trouvons pas non plus de solution adéquate. Alors que les colonies de fourmis peuvent s'adapter à une crise majeure sans planification centrale, nous intervenons souvent dans le fonctionnement naturel de notre système immunitaire en utilisant des médicaments protecteurs et des stéroïdes. La beauté et la difficulté des systèmes complexes résident dans leur imprévisibilité. Si la nature des systèmes complexes implique que nous ne pouvons pas prédire les résultats finaux d'une action, la seule chose que nous puissions faire est d'essayer de tester ces systèmes aussi rigoureusement que possible et dans le plus grand nombre de permutations possible. Comme les systèmes complexes ont tendance à révéler des tendances au fil du temps, notre seule chance est d'accroître notre connaissance de ces systèmes. Par exemple, notre système immunitaire est l'un des systèmes les plus complexes que nous connaissions, mais des années d'études scientifiques nous ont permis de déterminer les interventions qui fonctionnent et celles qui ne fonctionnent pas. Bien qu'il n'y ait aucun moyen de savoir si vous aurez une mauvaise réaction après avoir pris un nouveau médicament, vous pouvez au moins être sûr, grâce à des tests significatifs, que les chances sont en votre faveur.

Nassim Nicolas Taleb : Si vous recherchez des penseurs innovants qui intègrent la complexité dans tous les aspects de leur analyse, Nassim Nicolas Taleb est votre homme. Bien que controversé, cet universitaire, trader sur produits dérivés, mathématicien et philosophe a élaboré plusieurs théories permettant de prédire l'imprévisible dans les systèmes complexes.

Le consommateur à la hausse en cas de ralentissement économique :

Les crises ébranlent nos systèmes complexes, ce qui peut conduire à des résultats intéressants. Dans cet article, Kaylee Somerfield, rédactrice à la TDL, étudie ce qui se passe dans le comportement des consommateurs lorsque l'économie entre en récession. Ses conclusions intéressantes mettent en lumière ce qui est important pour nous dans les moments difficiles et fournissent un excellent exemple des résultats imprévisibles des changements dans les systèmes complexes.

1. Sullivan, T. (2014, 7 octobre). Embrasser la complexité. Harvard Business Review. https://hbr.org/2011/09/embracing-complexity.
2. Institut de Waterloo pour la complexité et l'innovation. (2020, 7 mai). Qu'est-ce qu'un système complexe ? Waterloo Institute for Complexity & Innovation. https://uwaterloo.ca/complexity-innovation/about/what-are-complex-systems.
3. Bar-Yam, Y. (s.d.). Concepts : Reductionism. New England Complex Systems Institute. https://necsi.edu/reductionist#:~:text=Reductionism%20is%20an%20approach%20to,ignoring%20the%20relationships%20betbetween%20them.&text=%20statement%202(1%2F2,together%20restores%20the%20original%20system.
4. van Rooyen, J. M. (2020, 21 avril). L'histoire de la science de la complexité. Théorie des systèmes complexes. https://complexsystemstheory.net/complexity/the-history-of-complexity-science/.
5. McSweeney, K. (2020, 26 mars). Théorie des systèmes complexes : comment la science résout les problèmes sociaux. Maintenant. https://now.northropgrumman.com/complex-systems-theory-how-science-solves-social-problems/.