L’émergence est une notion philosophique apparue au et qui peut être schématiquement résumée par l'adage : « le tout est plus que la somme des parties ». Elle s'oppose au réductionnisme, mais aussi aux doctrines dualistes (dualisme ou vitalisme).
Une propriété peut être qualifiée d’émergente si elle « » de propriétés plus fondamentales tout en demeurant « nouvelle » ou « irréductible » à celles-ci .. Ainsi, John Stuart Mill constate que les propriétés de l'eau ne sont pas réductibles à celles de l'hydrogène ou de l'oxygène..
Dans le champ des sciences, la notion d'émergence permet de décrire des caractéristiques de la réalité de façon moniste sans tomber dans le réductionnisme. Il traduit le fait que, dans le monde observable (que ce soit pour la matière inerte, les organismes vivants, le psychisme humain, ou l'intelligence artificielle de pointe), la connaissance de phénomènes ne se déduit pas toujours de celle de leurs composants fondamentaux. L'enjeu des divers émergentismes proposés depuis l'apparition de cette notion est précisément celui de la clarification des termes « découler », « nouvelle » ou « irréductible » (appliqués aux propriétés), et de leurs différentes acceptions possibles.
Il existe deux courants de l'émergentisme, l'émergentisme faible et fort. L'émergentisme faible suppose, comme il est communément et scientifiquement admis, que les relations causales (encore inexpliquées) sont toujours et uniquement du niveau inférieur vers le niveau supérieur (la physique vers la chimie, vers la biologie etc.). L'émergentisme fort admet d'authentiques et nouvelles relations causales émergentes, non réductibles, d'un niveau supérieur vers un niveau inférieur, ou au sein d'un même niveau.
Selon les auteurs et la définition choisie, l'émergence est aussi souvent associée aux concepts de « causalité descendante »En anglais ., de « survenance »En anglais ., de « rétroaction »En anglais ., d’« auto-organisation », de « complexité » ou de téléonomie.
Les deux exemples classiques de phénomènes proposés comme émergents sont la conscience, comprise comme une propriété émergente du cerveau, et la vie, entendue comme une propriété émergente de la physico-chimie des organismes vivants.
Définitions de l'émergence
Certaines caractéristiques sont généralement associées aux différentes formes de la notion d'émergenceIntroduction, , Ph. Clayton qualifie ainsi la définition de el-Hani et Pereira.el-Hani, Charbel Nino, and Antonio Marcos Pereira (2000), « Higher-level Descriptions: Why Should We Preserve Them? », in Peter Bøgh Andersen, Claus Emmeche, Niels Ole Finnemann, and Peder Voetmann Christiansen (eds.), Downward Causation: Minds, Bodies and Matter, Aarhus (Danemark), Aarhus University Press, . :
physicalisme : tout ce qui existe peut se réduire en dernière analyse aux constituants décrits par la physique et à leurs agrégats ; émergence de propriétés : à partir d'un certain niveau de complexité et d'organisation des particules matérielles, des propriétés authentiquement nouvelles émergent de ces systèmes complexes ; irréductibilité de l'émergence : les propriétés émergentes sont irréductibles et ne peuvent être déduites des phénomènes de bas niveaux à partir desquels elles émergent ; causalité descendante : les entités émergentes peuvent être à l'origine causale d'une influence sur les entités de même niveau ou plus bas niveau, soit directement (émergence forte), soit via les micro-constituants (émergence faible). Cela distingue une entité émergente d'un épiphénomène, qui n'a pas d'influence causale.
Chaque auteur peut formuler différemment, apporter des nuances, voire réfuter certaines propriétés comme la dernière, mais ces quatre propriétés forment le cadre de réflexion à propos de l'émergence.
Par exemple, O'Connors définit l'émergence d'une propriété P à partir d'objets O de la manière suivante :
P survient des propriétés de ses parties O ; P n'est pas une propriété des objets O ; P est distinct de toute propriété structurelle des objets O ; P possède une influence causale directe (descendante) sur le comportement des structures constituées par les objets O.
Émergences « faible » et « forte » Même s'il existe de nombreuses formulations de l'émergence, il est généralement admis que les théories émergentistes du se répartissent en deux catégories principales "Weak and Strong Emergence".
On parle d'émergence « faible » lorsque la dynamique causale du tout est entièrement déterminée par la dynamique causale des partiesBedeau M.A "Weak emergence" Philosophical Perspectives, vol. 11, 1997, et est subjectivement interprétée comme émergente par un observateur extérieur. Dans le cas des molécules d'eau, leur cristallisation en glace est un phénomène qui n'appartient ni à l'hydrogène, ni à l'oxygène, ses constituants. Il s'agit toutefois d'un phénomène qui peut s'expliquer à partir des propriétés de l'hydrogène et de l'oxygène. Il n'y a donc pas de propriété réellement nouvelle, si ce n'est celle qu'un humain peut observer, et qui peut surprendre ce dernier de premier abord. L'émergence « forte » se caractérise principalement par la mise en avant d'une influence fondamentale et irréductible du tout sur les parties, c'est-à-dire par l'apparition d'authentiques agents ou processus causaux à un haut niveau de complexité influençant causalement les processus de même niveau, ou de niveau inférieur. Elle se définit par opposition à l'émergence faible qui, pour sa part, insiste sur le fait que les causes ultimes de tout phénomène, même émergent, se situent fondamentalement au niveau micro-physique. C'est l'existence de telles propriétés émergentes fortes qui est discutée : l'impossibilité, dans tout système complexe, de voir le lien causal entre le niveau micro et le niveau macro pourrait résulter des limites de l'être humain. On peut toutefois citer deux exemples d'émergence qui semblent fortes : l'apparition de la vie à partir de l'inanimé, et l'émergence de la conscience.
Hugues Bersini dénie à la physique et la chimie, dont la pratique se doit d'être réductionniste, la possibilité de nous éclairer sur cette notion d'émergence. En physique et en chimie, le meilleur niveau d'explication reste celui qui sous-tend le phénomène collectif. À ces niveaux, l'émergence n'existe que dans sa version « faible ». La température n'est en rien « davantage » que l'agitation erratique d'un ensemble de particules.
Émergence faible
Selon le point de vue de l'émergence faible, qui est de loin le plus répandu parmi les scientifiques et philosophes modernes, les structures émergentes possèdent bien d'authentiques caractéristiques autonomes, irréductibles, et qui peuvent servir de fondement à des descriptions ou à des théories scientifiques. Ces structures peuvent même être perçues et décrites par ces théories comme des agents causaux. Mais les processus causaux réels et ultimes résident au plus bas niveau, probablement au niveau microphysique.
Les automates cellulaires sont une illustration du phénomène d'émergence faible, où la causalité provient indubitablement et uniquement des règles élémentaires, par exemple celles du jeu de la vie, et où toute sortes de comportements émergents difficilement prévisibles et réductibles aux règles élémentaires aparaissent, comme par exemple les structures auto-réplicantes.
Émergence forte
Comme le note Timothy O’Connor, la relation causale du tout sur les parties mise en avant par l'émergentisme fort doit bel et bien être conçue comme une influence directe, au plus haut niveau, et non comme une influence macroscopique indirecte via les propriétés des micro-constituants Timothy O’Connor, « Emergent Properties », American Philosophical Quarterly, 31, 1994, 97–8., car sinon cela reviendrait à de l'émergentisme faible.
Les défenseurs de l'émergence forte font - d'un point de vue philosophique - souvent appel à la théorie aristotélicienne de la causalité qui distingue non seulement les causes efficientes et matérielles, qui correspondent à la notion de cause dans la science moderne, mais aussi la cause formelle, provenant de la forme, structure ou fonction d'un objet qui retrouve un sens en émergentisme fort, qui tente de refonder une théorie de la causalité sur cette base. La cause finale aristotélicienne, qui met en jeu des notions comme le vitalisme, le dualisme ou le surnaturel, a tendance à être évitée par la plupart des émergentistes scientifiques.
Exemples thumb|350px|Exemple de l'émergence de la propriété enzymatique.
L'émergence est un phénomène physicaliste, c'est-à-dire qu'il peut être expliqué par les propriétés physiques, chimiques ou biologiques de la matière. Biochimie : l'émergence de la fonction enzymatique s'explique principalement par le repliement de la protéine d'une forme linéaire en une forme compacte (voir figure ci-contre). C'est le rapprochement dans l'espace tridimensionnel des acides aminés chimiquement actifs (rectangles rouges) qui fait apparaître (émergence) de nouvelles propriétés physico-chimiques dans une région localisée de l'espace : le site actif de l'enzyme. Anatomie : des considérations sur l'apparition de variantes de l'œil dans plusieurs branches très différentes de la classification du vivant incitent à penser que l'apparition de l'œil fait partie des propriétés émergentes prévisibles là où existe une source lumineuse. Dans son livre L'horloger aveugle, le biologiste Richard Dawkins étudie plus en détail le mécanisme de cette émergence à partir d'une simple cellule se trouvant douée au départ de photosensibilitéDawkins, R., 1986. The Blind Watchmaker: Why the evidence of evolution reveals a universe without design. W.W. Norton and Company, New York, ., par le biais de sélections naturelles successives. Il utilise pour cela des simulations sur ordinateur. Dans sa théorie de la complexité en mosaïque, Georges Chapouthier vise à expliquer cette émergence par la différenciation et l’intégration d’entités à l’origine juxtaposées et identiquesChapouthier G., 2001. L'homme, ce singe en mosaïque, Éditions Odile Jacob, Paris. Zoologie (Éthologie et entomologie) : chez les insectes sociaux comme les fourmis ou les termites, il apparait un comportement émergent, effet global qui résulte de l'application de règles locales. Intelligence collective des fourmis et nouvelles techniques d'optimisation, CNRS Info , septembre 2000Étude de l'INRIA sur les "Modèles d'inspiration biologique". Par exemple, par le fait qu'un termite ait plus de chance de déposer une motte de terre en un lieu où il y en a déjà, on verra émerger la construction d'une termitière au sein d'un groupe de termites. Physique statistique : les propriétés macroscopiques des gaz comme leur pression ou leur température sont émergentes, car elles ne sont significatives que si l'on considère de très grands ensembles de molécules. C'est une émergence faible, car depuis les travaux de Boltzmann et Maxwell on peut les relier directement aux propriétés cinétiques moyennes des molécules. À l'instar d'autres propriétés comme l'entropie ou les changements d'états, les liens avec les propriétés des constituants sont beaucoup moins directs.