Dans les articles précédents, nous avons montré qu’un système ne peut être réduit à la simple somme de ses parties et que toute analyse systémique commence par l’identification des éléments qui le composent. Cette première étape demeure toutefois insuffisante. Une collection d’éléments, aussi précisément décrits soient-ils, ne constitue pas encore un système. Un tas de briques ne forme pas une maison, pas plus qu’un ensemble d’organes ne constitue un organisme vivant. Les éléments n’acquièrent une cohérence systémique qu’à travers les relations qui les unissent.
Préambule – Article #4 de la catégorie Systèmes et Complexité
L’article qui suit s’inscrit dans le cadre d’une présentation globale de la systémologie et de la science de la complexité, qui a débuté avec cet article. Pour une meilleure compréhension, il est suggéré d’en suivre l’ordre.
L’étude des relations constitue le prolongement naturel de l’étude des éléments. Décrire les composants d’un système consiste à en identifier les éléments, tandis que l’étude des relations vise à comprendre ce qui confère à ces éléments une cohérence systémique plutôt qu’une simple juxtaposition.
Qu’est-ce qu’une relation ?
Une relation est un lien qui associe deux ou plusieurs éléments. Elle exprime une dépendance, une connexion ou une correspondance entre ces éléments, caractérisée par un ensemble de contraintes et d’échanges – d’énergie, de matière, d’informations – qui modifient les états respectifs de ces éléments dans le cadre du système. Une relation peut être matérielle, énergétique, informationnelle, logique, sociale, symbolique… sa nature importe moins que le fait qu’elle établisse un rapport entre des entités qui, sans elle, demeureraient indépendantes.
Deux systèmes composés exactement des mêmes éléments peuvent présenter des propriétés très différentes selon la manière dont ces éléments sont reliés. L’organisation des relations devient alors aussi déterminante que la nature des composants eux-mêmes.
Une relation n’est cependant pas nécessairement une interaction. Certaines décrivent une organisation relativement stable sans qu’il y ait échange ou influence entre les éléments concernés ; d’autres correspondent à des actions réciproques qui modifient effectivement les états ou comportements des éléments respectifs. Cette différence conduit à envisager deux grandes formes de relations.
Relations structurelles et interactions
Les relations structurelles décrivent l’organisation relativement stable d’un système. Elles indiquent comment les éléments sont reliés, indépendamment des processus qui peuvent ensuite se développer entre eux. Une relation d’appartenance associe un individu à une organisation ; une relation hiérarchique relie un responsable à ses collaborateurs ; une relation de voisinage situe deux éléments dans une même configuration spatiale. Ces relations définissent une structure sans impliquer, à elles seules, une action réciproque.
Les interactions correspondent à la dimension dynamique des relations. Elles impliquent qu’un élément exerce une influence sur un autre, directement ou indirectement, et que cette influence produise un effet sur son état, son comportement ou son évolution. Les échanges de matière, les transferts d’énergie, la circulation d’information, la coopération ou la compétition relèvent de cette catégorie.
Toute interaction est une relation, mais toute relation n’est pas une interaction. Deux personnes peuvent appartenir au même réseau professionnel sans jamais avoir collaboré ; dès qu’elles échangent des informations ou coordonnent leurs actions, la relation devient support d’une interaction. Les relations décrivent l’architecture des liens ; les interactions correspondent aux processus qui s’y déploient.
Ce qui fait un système n’est donc ni la simple relation ni la simple interaction, mais une organisation d’interactions suffisamment stabilisées/récurrentes pour constituer une structure relationnelle durable qui devient significative au niveau macroscopique. Ou encore : une structure relationnelle qui engendre des interactions effectives
- Sans relations stabilisées on n’a qu’une succession d’interactions éphémères, qu’on peut assimiler à des rencontres fortuites et stériles d’un point de vue systémique
- Sans interactions on n’a qu’une structure abstraite qui se limite à une appartenance catégorielle
Relations physiques, relations informationnelles, relations logiques
Les relations ne reposent pas toutes sur un contact matériel ou sur un échange direct de matière ou d’énergie. Dans de nombreux systèmes, l’influence s’exerce principalement par l’intermédiaire de l’information.
Les relations physiques concernent les échanges ou les contraintes qui s’établissent entre des entités matérielles : contact mécanique, transfert d’énergie, réaction chimique, circulation de matière ou interaction électromagnétique. Elles relient les éléments par des processus directement inscrits dans leur réalité physique.
D’autres relations relèvent essentiellement de la sphère informationnelle ou symbolique. Elles n’agissent pas en modifiant directement la matière, mais en produisant ou en transmettant de l’information ou du sens. Un mot renvoie à un concept ; une carte représente un territoire ; une photographie renvoie à un objet absent ; une maquette représente un bâtiment qui n’existe pas encore. Dans chacun de ces cas, la relation ne réside pas dans une interaction physique entre les deux entités, mais dans un rapport de signification ou de représentation.
Les systèmes humains, sociaux et cognitifs reposent largement sur ce type de relations. Les lois, les symboles, les modèles scientifiques, les cartes, les langages ou les systèmes de notation constituent autant de réseaux de relations informationnelles qui orientent les comportements sans agir directement sur les objets qu’ils représentent.
Cette distinction matière / information, comme nous le verrons, ne renvoie pas à deux réalités indépendantes. Les relations informationnelles possèdent toujours un support matériel – un texte, une image, un signal, une activité neuronale – mais leur efficacité réside dans l’information qu’elles véhiculent plutôt que dans leurs propriétés physiques. Depuis la première moitié du XXème siècle, l’information prend une importance croissante dans la compréhension des systèmes complexes.
Enfin, les systèmes conceptuels reposent quant à eux sur des relations logiques. Les éléments n’y sont plus des objets matériels mais des propositions, des concepts ou des énoncés. Les relations expriment alors des liens de conséquence, d’implication, d’équivalence, d’incompatibilité ou de déduction. Dans une démonstration mathématique, par exemple, chaque proposition tire sa validité des relations logiques qu’elle entretient avec les axiomes et les résultats précédemment établis. La cohérence du système dépend moins des propriétés propres des propositions que de l’organisation des liens logiques qui les unissent.
Interactions directes et relations médiées
Les interactions ne s’exercent cependant pas toujours directement entre les éléments concernés. Dans la plupart des systèmes complexes, les échanges transitent par des éléments intermédiaires spécialisés dans leur transmission.
Le système circulatoire en offre une illustration. Les cellules d’un organisme n’échangent ni l’oxygène ni les nutriments directement entre elles. Les échanges sont assurés par un réseau de vaisseaux sanguins qui met en relation des organes parfois très éloignés. Les vaisseaux ne produisent pas eux-mêmes les nutriments qu’ils transportent ; ils remplissent une fonction de médiation indispensable au fonctionnement de l’ensemble.
Ces éléments intermédiaires, qu’on peut qualifier de relations médiées, permettent de relier des parties qui ne sont pas en contact direct. Les échanges empruntent ainsi des voies spécialisées plutôt que de reposer sur une connectivité généralisée entre tous les éléments. Cette organisation limite la complexité des interactions et rend donc possible le fonctionnement de systèmes comportant un très grand nombre de composants.
Les relations sont-elles toutes constitutives ?
L’article consacré au rapport entre le tout et les parties montrait que la théorie des systèmes adopte une conception modérée du holisme. Les propriétés d’un système ne résultent pas uniquement des caractéristiques intrinsèques de ses éléments, mais également des relations qui les unissent. Cela n’implique toutefois ni que toutes les relations soient constitutives, ni que toutes les propriétés des éléments soient relationnelles.
Certaines relations demeurent accessoires ou contingentes. Elles peuvent apparaître, disparaître ou être remplacées sans modifier significativement la nature du système. D’autres, au contraire, participent directement à son identité. Leur suppression entraîne une modification profonde de son organisation ou de son fonctionnement.
Un ordinateur illustre clairement cette différence. La proximité physique (relation de distance) entre deux composants placés sur la même carte mère présente en elle-même peu d’importance ; elle pourrait varier sans modifier le fonctionnement de l’ensemble. En revanche, la liaison entre le processeur, la mémoire vive et le système de stockage participe directement à l’exécution des programmes. Modifier cette relation revient à transformer le fonctionnement même de l’ordinateur.
L’importance d’une relation dépend donc moins de sa nature que de sa contribution à la cohérence du système considéré.
Les propriétés « relationnelles » des éléments
Cette remarque vaut également pour les éléments eux-mêmes. Comme nous l’avons vu, certaines de leurs propriétés demeurent largement indépendantes des relations qu’ils entretiennent avec leur environnement, tandis que d’autres ne se manifestent qu’au sein d’une configuration particulière.
La conductivité électrique d’un matériau, par exemple, constitue une disposition intrinsèque ; elle ne s’actualise toutefois qu’en présence d’un circuit permettant la circulation du courant. On qualifie de dispositionnelles ce type de propriétés. Les relations ne créent donc pas nécessairement les propriétés ; elles peuvent aussi en conditionner l’expression.
La dimension relationnelle peut en résumé affecter les propriétés des éléments selon trois aspects:
- Relationnel interne : les relations entre les constituants de l’entité, qui produisent des propriétés structurelles émergentes.
- Relationnel contextuel : les relations de l’entité avec son environnement, qui modulent ou actualisent certaines de ses propriétés.
- Relationnel systémique : les relations qui définissent la place de l’entité dans le réseau du système de niveau supérieur.
La théorie des systèmes ne conduit ainsi ni à dissoudre les éléments dans le réseau de leurs relations, ni à considérer ces derniers comme entièrement indépendants du système auquel ils appartiennent. Les propriétés intrinsèques et les propriétés relationnelles se complètent pour rendre compte du comportement des systèmes complexes.
Caractériser une relation
Comme les éléments, les relations peuvent être décrites selon plusieurs dimensions.
Leur nature renvoie au type de lien qu’elles établissent : matériel, énergétique, informationnel, causal, logique, social ou symbolique.
Leur direction précise le sens dans lequel s’exerce l’influence. Certaines relations sont unidirectionnelles ; d’autres impliquent une influence mutuelle entre les éléments.
Le degré de dépendance exprime dans quelle mesure l’état d’un élément dépend de celui d’un autre. Plus cette dépendance est forte, plus les variations de l’un tendent à se répercuter sur l’autre.
La réciprocité indique si cette dépendance est à sens unique ou si chaque élément peut, en retour, modifier l’état de l’autre. Les relations réciproques constituent le support des boucles de rétroaction, qui joueront un rôle central dans les mécanismes de régulation.
La symétrie décrit l’équilibre des influences exercées par les éléments. Deux éléments peuvent agir l’un sur l’autre avec une intensité comparable, mais les interactions sont le plus souvent asymétriques : l’un dispose d’une capacité d’action plus importante que l’autre.
L’intensité traduit l’importance de l’influence ou des échanges entre les éléments. Certaines relations demeurent faibles ou occasionnelles ; d’autres déterminent largement le comportement du système.
La stabilité distingue les relations permanentes de celles qui apparaissent, disparaissent ou se transforment au cours du temps.
La temporalité décrit le rythme auquel elles s’exercent : de manière continue, périodique ou ponctuelle.
La linéarité concerne la dynamique de la relation plutôt que le lien lui-même. Dans une relation linéaire, les effets sont approximativement proportionnels aux causes. De nombreux systèmes présentent toutefois des comportements non linéaires : un faible changement peut produire un effet disproportionné, un seuil peut provoquer une rupture brutale, ou une boucle de rétroaction peut amplifier ou amortir les effets d’une perturbation.
Ces caractéristiques ne constituent pas une classification exhaustive. Elles offrent un ensemble de repères permettant de décrire les relations avant d’analyser la manière dont elles s’organisent au sein d’un système.le de repères permettant de décrire les relations sans préjuger de leur rôle au sein du système.
Le rôle des relations dans les systèmes
Les relations assurent d’abord la cohésion d’un système. Elles relient des éléments qui, sans elles, demeureraient indépendants et incapables de former une totalité organisée.
Elles rendent également possibles les échanges. La matière, l’énergie et l’information circulent à travers les relations qui relient les composants du système. Sans ces échanges, les éléments demeurent isolés et aucune activité collective ne peut émerger.
Les relations permettent enfin la coordination des comportements individuels. Les éléments n’agissent plus indépendamment les uns des autres ; leurs actions deviennent interdépendantes. C’est cette interdépendance qui permet à un organisme de fonctionner, à un écosystème de se maintenir ou à une organisation humaine d’accomplir une tâche collective.
Les propriétés globales d’un système ne résultent donc ni des seuls éléments, ni des seules relations, mais de leur articulation. Les éléments fournissent les composants ; les relations assurent leur mise en cohérence. L’organisation de ces relations détermine alors la manière dont le système fonctionne dans son ensemble.
L’étude des relations répond ainsi à une question essentielle : comment des éléments deviennent-ils un système ? Une autre question demeure cependant ouverte : comment l’ensemble de ces relations s’organise-t-il pour former une architecture stable, hiérarchisée et cohérente ? C’est cette organisation qui fera l’objet de l’article suivant.