Il est un grand principe générateur par lequel se sont formées et se forment toutes les structures de notre Monde et de l’Univers, et c’est l’auto-organisation. On désigne ainsi l’émergence spontanée et dynamique d’une structure spatiale, d’un rythme ou d’une structure spatiotemporelle (se développant dans l’espace et le temps) sous l’effet conjoint d’un apport extérieur d’énergie et de matière et des interactions entre éléments. Appelées également structures dissipatives, ces structures autoorganisées assurent conversions et échanges dans le flux d’énergie et de matière, et s’auto-régulent dans un maintien instable des équilibres en fonction des variations de ce flux.
Ces structures autoorganisées peuvent elles-mêmes se grouper en super-structures, hyper-structures,… et ainsi de suite, en une complexité croissante pour une conversion maximale de l’énergie reçue. L’un des exemples les plus simples de ces structures est le vortex (tourbillon) qui se forme lorsque vous videz un lavabo. A l’opposé, l’un des exemples les plus complexes de ces structures est constitué par les organismes vivants.
Tout l’existant – amas interstellaires, galaxies, planètes, minéraux, molécules, macromolécules organiques, organismes vivants, sociétés humaines, etc. – n’est qu’imbrication de processus d’auto-organisation.
L’Univers – le tout-existant – peut être vu comme une soupe bouillonnante à grumeaux. Des grumeaux – des existants – de toutes tailles, de l’infinitésimal à l’immensément grand, qui s’assemblent et se dissolvent en prélevant et restituant l’énergie, à la faveur des irrégularités condensatrices – des brisures spontanées de symétrie disent les physiciens – en l’occurrence les grumeaux de notre soupe. En zoomant sur cette soupe jusqu’au niveau infinitésimal de la physique quantique, on arrive au vide, lequel se révèle exister et n’être pas si vide mais être énergie. Comme les bulles d’un liquide en ébullition éclatent à la surface pour être aussitôt remplacées par d’autres bulles, de ce vide-énergie émergent sans cesse et s’annihilent aussitôt, particules, antiparticules, photons de lumière et champs d’espace-temps. C’est le phénomène dit de fluctuation du vide. En dézoomant on traverse les différents niveaux hiérarchiques d’auto-organisation : le vide quantique est un processus d’auto-organisation de l’espace, la matière un processus d’auto-organisation du vide, et, si l’on considère la matière vivante, les acides aminés sont un processus d’auto-organisation de la matière, l’ARN un processus d’auto-organisation des acides aminés, l’ADN un processus d’auto-organisation de l’ARN, etc… Ces structures se font et se défont au gré des flux et des rétroactions. De là naissent l’ordre, le désordre et leur lien dialectique.
Les mécanismes d’auto-organisation présents dans la Nature sont divers. Ils découlent cependant de situations présentant des caractéristiques communes :
- des éléments en équilibre instable dans un flux d’énergie
- des interactions entre ces éléments et entre ces éléments et leur environnement
- des rétroactions négatives entraînant une régulation
- des rétroactions positives entraînant une expansion
La création de structure équivaut à une création d’ordre et donc d’information, s’opposant au désordre – à l’entropie. Plus un système est structuré plus il dissipe de l’énergie et plus il accumule de l’information pour adapter sa structure et pour en dissiper davantage encore. L’astrophysicien Eric Chaisson a ainsi estimé qu’en rapport de leur masse respective, un cerveau humain transiterait 50 000 fois plus d’énergie que le Soleil.
Chaque niveau d’auto-organisation voit émerger des propriétés nouvelles, structurelles, non déductibles des propriétés du niveau inférieur.
La présence de rétroactions rend de plus ces systèmes non linéaires. D’où une grande sensibilité aux paramètres : des différences infimes dans les conditions initiales entraînent, à plus ou moins long terme selon les processus, de grands effets imprédictibles – ce qu’on appelle improprement chaos déterministe.
Les phénomènes d’auto-organisation contredisent ainsi à la fois la croyance au déterminisme des lois de la Physique et celle au réductionnisme à des lois de base fondamentales.
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