Evolutions, émergences et
changements au sein des
systèmes dynamiques

Systèmes instables, seuils critiques 

et évolutions non linéaires

De nombreux processus dans la nature et dans la vie des hommes
sont en constante évolution. 
On les appelle des systèmes dynamiques.

Ces changements incessants sont souvent difficiles à prédire et modéliser
car ils peuvent survenir de façon non linéaire (ruptures) surtout si le
système
est complexe (nombreuses interactions) et ne pas obéir
pleinement aux simples lois du hasard.

Des effets ressemblant à des mutations (auto-organisation, percolation,
émergence) peuvent surgir lorsqu'un seuil critique est franchi.

L'économie est l'un des domaines où ces ruptures tendent à survenir.

dynamic Un système dynamique ne se repose jamais !
   Il ne reste jamais le même !
   Des surprises vous attendent à chaque coin de rue !
Un système dynamique est:
  • un processus en mouvement,
...une entité ou un système. constamment en évolution (*),
  • cela de façon qui n'est pas toujours simple, régulière, linéaire
ou doucement oscillante car l'évolution peut se dérouler ...sur un
mode
complex complexe et imprévisible.
On parle alors de
système dynamique complexe,
où se produisent de nombreuses interactions.


(*) D'un moment à l'autre, un système dynamique n'est jamais tout
      à fait le même, la nostalgie n'est plus ce qu'elle était, disait un
      roman !
      Sauf bien sûr si système ne bouge plus et devient statique. C'est
      alors ...un système mort.
Où trouver
des systèmes dynamiques complexes ?

Hé oui, c'est un peu tout et partout,
et même en vous !

On trouve ces systèmes un peu partout :
  • Dans le monde physique,
depuis les ouragans, volcans, séismes jusqu'à l'évolution
de tout l'Univers,
  • En biologie, la vie est un système dynamique complexe typique:
Eh oui, person vous êtes un système dynamique !
Donc pas totalement prévisible !
    • Aussi en sociologie et économie (i.e.: évolution des
    sociétés, groupes, institutions, marchés...).

    Comment évolue
  • un système dynamique complexe ?

    1. Non linéarité

    Parfois ça casse !

    Ces systèmes évoluent d'une façon non linéaire et ...complexe (*) en
  • étant soumis à :
    • Une fluctuation volatilité quasi permanente 
    Autrement dit de petites fluctuations / vibrations et autres
    zigzags ordinaires, même lorsque l'évolution de fond reste, 
  • au moins un certain temps quasiment stable (stase) ou du 
    moins linéaire.

    • Des bifurcation bifurcations qui se cumulent 
    et aboutissent en fin de course à de décisifs changements
    d'orientation : le fameux "effet papillon"
    • Des jump ruptures et mutations 
    (changements instantanés et importants de valeur, d'état,
  • voire de nature
    • Des percolations et émergences
  • (percées cruciales et brusques accélérations) produisant de
    nouvelles caractéristiques, comme décrit plus bas,
    • Des boucles de feedback rétroaction
    Un phénomène produit en général un effet, une réaction, ce
    n'est pas un secret.
    Cela donne parfois une auto-correction. Il y a alors certes
    une suite de déséquilibres, mais qui se régularisent d'eux
    mêmes (rétroaction négative)

    Ou cela se corse, c'est que cet effet peut aussi conduire à
    reproduire, et même accroître (rétroaction positive),
    là- encore par cumul, le mouvement initial, et ainsi de suite
    (réaction en chaîne, cercle vicieux / vertueux)
    • Parfois une danger dégradation 
    vers un stade moins organisé, plus désordonné (entropie)
  • Voire sa disaster disparition (effondrement / extinction / mort du 
  • système).

  • C'est là qu'on voit que l'enrichissement d'un système (par 
  • percolation, auto-organisation, emergence...) vu plus haut ,
  • est l'inverse de ce phénomène d'entropie (d'où l'appelation
  • de néguentropie),

  • Cela  suppose le plus souvent qu'il soit un "système ouvert"
  • alimenté en énergie par le monde extérieur.

  • (*) à des degrés divers, certains sont relativement calmes (équilibre
  •        stable et auto-correcteur) , des voisins discrets, d'autres ont une vie 
  •        plus agitée.
  • 2. Equilibre instable

    Rock and roll naturel

     distortasymmL'équilibre d'un système dynamique n'est
     fluctuation  jamais pleinement stable,

    A l'instar du vélo qui devient stable en avançant, on parle "d'équilibre
    dynamique".

    Peuvent ainsi alterner :

  • Des phases de changements mineurs et quasi stabilité (stases),

  • Des épisodes de modification accélérée, voire brutale,

  • Et même des périodes de chaos (transition erratique),

  • d'où l'appellation '"théorie du chaos" qualifiant la théorie des
    systèmes dynamiques et complexes.
    Les marchés donnent des exemples typiques d'évolutions chaotiques
    à certains
    moments, tels que les bulles et les krachs.

    3. Percolation et émergences

    Abracadabra ! Et hop, le lapin est devenu colombe !

    Quand le système, à force de pression ou d'accumulation, franchit un
    gradual seuil critique.
    Ilya (*) Prigogine, prix Nobel,
    parlait de "criticalité auto-organisée ".
    On dit qu'a lieu une
    percolation vers un nouvel état.

    (*) ben non, c'est pas" il y a", c'est son prénom !

    Alors le système, surtout s'il est complexe (nombreuses interactions) :

    • atteint un autre niveau plus organisé et network complexe 
    (auto-organisation / ordre spontané /
    "néguentropie")
    ,
    • montre des caractéristiques nouvelles (émergence, mutation),
    • peut enfin gagner en vitesse et croître en volume,
    parfois en boule de neige.
    Certains scientifiques, eh oui chaque profession est un peu possessive et
    fermée envers ses concepts favoris, limitent la percolation (et d'autres
    notions liées
    aux systèmes dynamiques telles que les "attracteurs") aux
    "sciences dures" (physique, chimie, biologie ...).


    Hé bien, désolé de vous perturber, les érudits, mais
    dans les domaines
     souséconomique et
    group sociologique on trouve aussi ces
    phénomènes à tous les coins de rue.

    Les "pays émergents" sont des exemples significatifs des évolutions
    mentionnés plus haut.

    Certains changements (mutations) peuvent être irréversibles, encore
    qu'un choc crucial puisse apporter un retour de flamme.


    L'exemple de l'économie
    et des sociétés humaines


    Evolution de l'outil de poche,
    de la pierre taillée au smartphone.


    econsector L'économie a évolué depuis un stade essentiellement agricole à
    un autre plus complexe, où l'industrie a dominé, laquelle a, à son tour,
    perdu du terrain
    face à l'essor des services.
    Elle est maintenant de plus en plus dominée par le secteur de la
    connaissance et de l'information.

    Et pas seulement l'économie, on parle en fait de société du savoir,
    voir plus bas.


    Au fil du temps, de nouvelles structures et institutions
    économiques et sociales émergent.
    D'autres tendent à
    décliner.


    On parle de "cycle de vie" concernant une zone économique, un
    secteur d'activité, une entreprise, un simple produit ou service...
    Schumpeter a ainsi parlé de "destruction créatrice", un phénomène
    qu'on trouve non seulement en économie, mais aussi dans de
    nombreux domaines
    institution sociaux / politiques.

    L'Histoire du Monde, est pleine de surprises.
    • Certains de ces coups de théâtre sont décisifs,
    • D'autres n'ont pas d'effet durable.
    Dans ce dernier cas, le système a été le plus fort.
    On le dit "robuste" ou "résilient".
    Bien sûr cela ne doit pas être confondu
    avec une complète absence
    de réaction, signalant simplement que le système n'est plus dynamique
    et s'est fossilisé. Paix à son âme !
    L'évolution la plus marquante du 21e siècle sur notre planète est
    peut-être l'émergence complexe, sans doute encore fragile, d'une
    société "du 4e type", caractérisée par

    * La prépondérance du knowledge savoir et de l'information,
       cela à l'échelle du monde, prenant le pas sur les anciens
      
    pouvoirs économiques, sociaux, politiques...
    * La recherche permanentebulb d'innovations,

    * Une auto-organisation en
    network réseaux,
       prenant la place de structures plus pyramidales

    Si ces mutations se confirment, pouvons-nous en attendre un
    niveau encore supérieur, celui de la fédération du m
    onde en

    mondialisation démocratique ?
    Un phénomène particulier concerne les "pays émergents" (voir l'article
    sur le
    développement économique)

    Un tel système peut-il être modélisé ?

    Ça peut entrer dans la console de jeux,
    avec les dragons et tout et tout ?

    Des outils mathématiques tels que les "fractales" ou les "attracteurs"
    peuvent représenter certaines de ces évolutions.

    On peut même faire des expériences amusantes avec deux automates
    graphiques :
    Langton ant et Conway game of life (sites en anglais)

    Le petit problème, qui en même temps apporte un côté fascinant, est
    que
    ces évolutions des systèmes dynamiques ne sont pas pleinement
    prévisibles, il y a toujours un degré fog d'
    incertitude
    ,
    principalement dans les systèmes complexes aux nombreuses
    interactions.


    Nous entrons dans l'inconnu, Mesdames et Messieurs,
    évitez de vous pencher hors du train fantôme !


    C'est ainsi qu'intervient dans certains domaines (ceux liés aux sciences
    sociales par exemple, des comportements humains non dénués de
    travers mentaux.

    Les projections établies avec des modèles calcul mathématiques classiques
    utilisant des dice
    probabilités statistiques, (très utiles quand les
    choses suivent un cours
    normal, il est conseillé de les connaître pour
    éviter certaines erreurs élémentaires)
    deviennent alors non fiables
    quand les évolutions divergent par rapport:
    • aux lois standard du hasard (distribution gaussienne par exemple),
    • et aux statistiques passées.
    => De ce fait, une méthode alternative est d'utiliser une
            éventail fourchette de scénarios et des probabilités
         
    subjectives à partir d'anticipations humaines.
    Ce n'est pas pour autant que l'incertitude disparait, mais les chances de
    mieux l'affronter se trouvent accrues,
    notamment en aidant à garder
    l'esprit ouvert..

    Concernant les modèles économiques, voir
    Pièges et limites des modèles et prévisions économiques.

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    M.a.j. / updated : 01sept. 2015
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