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Un logo de la cybernétique
La cybernétique est une modélisation de l'échange, par l'étude de l'information et des principes d'interaction. Elle peut ainsi être définie comme la science des systèmes autorégulés, qui ne s'intéresse pas aux composantes, mais à leurs interactions, où seul est pris en compte leur comportement global. Le terme cybernétique fut formalisé en 1947 par le mathématicien Norbert Wiener et sera plus tard désigné comme « la science des analogies maîtrisées entre organismes et machines »1. Le mouvement dont il est issu fut dès son origine largement interdisciplinaire et eut une influence considérable sur des domaines aussi variés que les sciences cognitives, l'intelligence artificielle, la modélisation économique, le constructivisme radical ou encore certains domaines de la psychologie au travers d'un autre mouvement proche, celui de l'École de Palo-Alto. Aujourd'hui, on définit la cybernétique comme « la science constituée par l'ensemble des théories sur les processus de commande et de communication et leur régulation chez l'être vivant, dans les machines et dans les systèmes sociologiques et économiques ». Elle a pour objet principal l'étude des interactions entre « systèmes gouvernants » (ou systèmes de contrôle) et « systèmes gouvernés » (ou systèmes opérationnels), régis par des processus de rétroaction ou feed-back. D'où le terme « cybernétique » qui provient du mot grec « kubernesis », et qui signifie au sens figuré l'action de diriger, de gouverner.
Histoire du mouvement cybernétiqueLes basesÉtymologiePlaton utilisait kubernêtikê (grec, ΚυβεÏνητική) pour désigner le pilotage d’un navire. Les mots gouverne, gouvernail et gouvernement ou gouverneur partagent cette racine avec le mot cybernétique. En 1834, André-Marie Ampère parle de cybernétique pour désigner l'art de gouverner les hommes2. Il s'agit ici d'une utilisation politique de la même base étymologique, dont Norbert Wiener déclarera ne pas avoir eu connaissance lorsqu'il a utilisé le terme cybernétique pour la première fois en 19473. Wiener déclare avoir fait dériver le mot cybernétique « du mot grec kubernetes, ou pilote, le même mot grec dont nous faisons en fin de compte notre mot gouverneur »4. Les principesL'utilisation des logiques qui seront décrites par la cybernétique ne peut être datée puisque l'on peut déjà la voir dans des mécanismes antiques. Des précurseurs emblématiques de celle-ci sont le régulateur à boules de James Watt 1788, qui a été l'un des premiers mécanismes de rétroaction utilisé dans le domaine industriel, et le servomoteur pour les machines à vapeur créé par Joseph Farcot (1824-1908) en 1859, qui a été d'abord appliqué au gouvernail des navires (l'action de la vapeur agissant sur le piston commandant le gouvernail à partir d'une information prélevée sur la position de celui-ci). Les théoriesLa thermodynamique, souvent citée en référence par Wiener, est probablement la science préexistante qui s'apparente le plus à la cybernétique. On citera en particulier Rudolf Clausius qui développe le concept d'entropie de 1850 à 1865. En 1894, Ludwig Boltzmann fait le lien entre l'entropie et l'information en remarquant que l'entropie est liée à de l'information manquante. La pensée atomiste, fille du structuralisme, va aussi faire son chemin dans le domaine des sciences et contribuer aux progrès de schématisation (réduction) de la diversité du monde à la combinatoire d'éléments simples, plus faciles à appréhender par les systèmes informatiques. On peut citer parmi les travaux importants le théorème d'incomplétude de Kurt Gödel (1931) et les travaux sur la Machine de Turing d'Alan Turing (1936). La physiologie lui a également apporté de nombreux éléments, notamment le principe d'homéostasie mis en place par Walter Cannon en 1932, et qui est une base directe des réflexions préliminaire à la cybernétique. La cybernétique est aussi une suite de la phénoménologie, dans ce sens qu'elle ausculte les phénomènes pour en saisir l'autonomie et la particularité, notamment par la forme pour ensuite passer à un autre type d'analyse : modélisation, mécanique... Dès 1938, la thèse de Louis Couffignal L'analyse mécanique, application aux machines à calculer et à la mécanique céleste, et plus tard son étude des systèmes nerveux avec Louis Lapicque, dénotent un développement en parallèle des principes de la future cybernétique. Le premier mouvement cybernétiqueLa première cybernétique s'établit dans le cadre des conférences Macy qui réunissent entre 1942 et 1953 un groupe interdisciplinaire de mathématiciens, logiciens, anthropologues, psychologues et économistes qui s'étaient donné pour objectif d'édifier une science générale du fonctionnement de l'esprit. Parmi les participants les plus illustres, on trouve le neurophysiologiste Arturo Rosenblueth, les mathématiciens John von Neumann et Norbert Wiener, l'ingénieur Julian Bigelow le neurophysiologiste Warren McCulloch, le logicien Walter Pitts, le psychanalyste Lawrence Kubie et les anthropologues Gregory Bateson et Margaret Mead. Ce qui rapproche les différents participants est leur intérêt commun pour les mécanismes de causalité circulaire (notamment le concept de feedback) qu'ils étudient dans leurs disciplines respectives. Suite à la première conférence de 1942, sont publiés en 1943 les deux articles fondateurs de la cybernétique: « Behavior, Purpose and Teleology » dans lequel Arturo Rosenblueth, Norbert Wiener et Julian Bigelow étudient les modèles d'organisation sous-jacents aux comportements finalisés et « A Logical Calculus of Ideas Immanent in Nervous Activity » dans lequel Warren McCulloch et Walter Pitts étudient les modèles d'organisation sous-jacents à la perception. En 1947 Wiener est invité à un congrès d'analyse harmonique à Nancy, organisé par Szolem Mandelbrojt, l'oncle du célèbre mathématicien Benoît Mandelbrot. Lors de ce congrès, auquel participe notamment Louis Couffignal, on lui propose d'écrire une caractérisation unifiée du mouvement brownien (processus stochastique aussi appelé « processus de Wiener »). Il décide à son retour d'introduire le néologisme Cybernétique dans sa théorisation scientifique. En 1948, Wiener définit la cybernétique comme une science qui étudie exclusivement les communications et leurs régulations dans les systèmes naturels et artificiels5. À partir de 1949, un autre groupe interdisciplinaire, le Ratio Club, commence une série de rencontres informelles pour discuter de sujets ayant trait à la cybernétique. On compte parmi eux William Ross Ashby, William Grey Walter et Alan Turing. À partir de 1950, le mot cybernétique est inclus dans le titre des conférences Macy. La même année, Wiener popularise les implications sociales de la cybernétique, en figurant l'analogie entre les systèmes automatiques et les institutions humaines dans son best-seller Cybernétique et société sous-titré De l'usage humain des êtres humains. La cybernétique désigne d'abord un moyen de connaissance, qui étudie l'information au sens de la physique, dans la définition qu'en donne Norbert Wiener: « De même que l'entropie est une mesure de désorganisation, l'information fournie par une série de messages est une mesure d'organisation »6. Dans cette acception première, la cybernétique est une approche phénoménologique qui étudie l'information, sa structure et sa fonction dans les interactions systémiques. Ce qui peut être traduit par la science générale de la régulation et des communications dans les systèmes naturels et artificiels.
exemple de représentation du feed-back (ou rétroaction)
La cybernétique décrite par Norbert Wiener est un moyen d'expliquer et de comprendre tous les mécanismes rencontrés avec quelques briques logiques simples :
Ce feedback est mis en évidence par cette approche car il est indispensable pour concevoir une logique fonctionnelle. On voit donc apparaître des boucles de rétroaction ou mécanismes circulaires ou plus simplement des systèmes. Si ces systèmes sont mis en évidence par cette cybernétique (parfois dite du premier ordre), il ne le sont que par voie de conséquence d'une étude strictement limitée aux échanges d'information et à l'évolution de ces échanges dans le temps. Portés par les participants du mouvement cybernétique, pour la plupart des auteurs majeurs dans leur discipline, les concepts de la cybernétique se diffusent rapidement. La cybernétique marque le moment d'une rupture épistémologique majeure qui a profondément influencé tous les domaines de la science et ses retombées sont innombrables. Le deuxième mouvement cybernétiqueMarvin Minsky présente la première cybernétique comme un tronc commun qui se serait divisé en trois branches: la « simulation cognitive » à la Allen Newell et Herbert Simon, l'« intelligence artificielle » et la « seconde cybernétique » ou théorie des systèmes auto-organisateurs7. Alors que la première cybernétique étudie comment les systèmes maintiennent l’homéostasie (morphostase) par des mécanismes d'auto-régulation, la « deuxième cybernétique » du psychiatre William Ross Ashby et des biologistes Humberto Maturana et Francisco Varela étudie comment les systèmes évoluent et créent des nouvelles structures (morphogenèse). Ashby parle d'auto-organisation, Varela d'autopoïèse. Cette étude des systèmes éloignés de leur point d’équilibre se rapproche des travaux sur les structures dissipatives du prix nobel de chimie Ilya Prigogine. Au lieu de se demander comment se maintient un certain équilibre, on observe comment un nouvel équilibre peut émerger d'une situation de déséquilibre. Prigogine a montré que contrairement à ce que l’on croyait, dans certaines conditions, en s’éloignant de son point d’équilibre, le système ne va pas vers sa mort ou son éclatement mais vers la création d’un nouvel ordre, d’un nouvel état d’équilibre. Les situations extrêmes recèlent la possibilité de créer une nouvelle structure. On voit ici la possibilité de recréer du vivant, de l’organiser là où il n’y avait plus que du chaos. Dans la cybernétique de deuxième ordre, qui prend forme avec Heinz von Foerster à partir de 1950-1953 avec les dernières conférences Macy, l’observateur s’inclut lui-même dans le système observé. Comme le rappelle von Foerster, « pour écrire une théorie du cerveau, il faut un cerveau ». En ce sens, cette conception de la cybernétique est une composante importante du constructivisme radical. Cette cybernétique de deuxième ordre vise à l'élaboration d'une méthode de description « universelle » commune aux différents champs de la science. Foerster précise que « L'effort d’unification entrepris par les cybernéticiens ne se situe pas au niveau des solutions, mais à celui des problèmes. Certaines classes de problèmes, définies par une même structure logique, traversent les disciplines les plus variées. La cybernétique s’est édifiée autour de deux de ces classes : les problèmes de communication, et les problèmes posés par l’étude des mécanismes qui produisent eux-mêmes leur unité (self-integrating mechanisms) ». Pour William Ross Ashby, « la cybernétique se situe comme une approche indépendante de la nature des éléments qu'elle étudie ». Développements ultérieurs et champs d'influenceCybernétique et systémiqueL'implication de la cybernétique dans la systémique est historiquement plus lié au « deuxième mouvement cybernétique ». En effet, si selon Norbert Wiener la cybernétique étudie exclusivement les échanges d'information (car c'est « ce qui dirige » les logiques des éléments communicants d'où le mot cybernétique), dans son évolution qui engendrera la systémique, on réintègre les caractéristiques des composantes du système, et on reconsidère les échanges d'énergie et de matière indépendamment des échanges d'information. Pourtant, au-delà des querelles d'école entre la cybernétique et la systémique issue des travaux de Ludwig von Bertalanffy, on peut, à la suite de Gregory Bateson, considérer ces deux mouvements de pensée comme faisant partie d'un ensemble d'idées relativement unifié. Ainsi, avec l'assimilation des théories cybernétiques par la systémique, on a été amené à comprendre les mécanismes d'autorégulation des systèmes comme des processus de feedback négatif visant à empêcher une déviation. Les systèmes cybernétiques visent à maintenir un état stable viable d'interaction au sein d'environnements changeants via un processus stochastique d'essais et erreurs.
La loi de la variété indispensable : un principe qui montre que la régulation au sens strict d'un système réclame un système de contrôle dont la complexité doit être égale ou supérieure à celle du système à gérer.8
La notion de système s'applique à tout processus, qu'il soit physique, économique ou social. Ainsi par exemple, une entreprise ou même chacune des parties qui la compose (division, service, atelier,...) peuvent être considéré comme un système. On peut modéliser la complexité d'un système par la variété des états différents que ce système est susceptible de prendre. Lorsque l'on fusionne plusieurs systèmes, leurs variétés (ou complexités) ne s'additionnent pas, elles se multiplient entre elles. Le contrôle d'un système9 consiste à lui associer un autre système dont le rôle sera de maintenir aussi faible que possible, la variété des résultats (ou objectifs). Par exemple, le système à étudier étant une voiture, le système de contrôle sera son conducteur. L'objectif est alors de maintenir quasi-constant l'écart entre le véhicule et le bord de la route, tout au long du parcours. On constate alors que la variété des résultats ou objectifs (V0) ne peut être moindre que : V0 = V/VC = Variété du système à gérer / Variété du système de contrôle La variété des résultats étant minimum, elle ne peut diminuer que si la variété du système de contrôle croit. Cette loi est la loi de la variété indispensable qui établit que seule la variété du système de contrôle peut réduire celle qui résulte du processus à contrôler, que seule la complexité peut détruire la complexité. La cybernétique assimilée à son application techniqueDans son champ d'application, la cybernétique peut signifier le moyen d'organiser les échanges pour les rendre efficaces, et poussée à l'extrême le moyen de contrôler plus efficacement. Le mot cybernétique est parfois interprété comme une méthode, qui passe par la science en question mais qui la lie à l'utilisation qui en est faite. On trouve ainsi le mot cybernétique expression du moyen de contrôle, rejoignant ainsi la définition d'Ampère. Par exemple, Louis Couffignal, participant du premier mouvement cybernétique, la définira ainsi (en 1953 ou 1956 selon les sources):
Le mot cybernétique est souvent utilisé en laissant de côté le principe scientifique d'accès à la connaissance, et il est confondu avec ce qu'il étudie, c'est-à -dire le moyen de contrôle. Il y a parfois aussi un sous-entendu de contrôle de la personne humaine au sens de manipulation, et parfois même le sous-entendu d'utilisation par l'État pour la manipulation des masses. C'est donc également un terme polémique qui sous cet angle n'a plus grand chose à voir avec son origine scientifique. On peut supposer que le titre de l'ouvrage de Norbert Wiener de 1950 Cybernetics and Society, The Human Use of Human Beings (cybernétique et société, l'usage humain de l'être humain) n'est pas étranger à cette vision. Liste de champs d'applicationLa multiplicité, la diversité et l'importance des développements de la connaissance consécutifs à la Cybernétique sont inestimables aujourd'hui, établissant une des plus grandes avancées de la pensée scientifique au XXe siècle, dont la trace, après le scandale des années 1950 se trouve désormais liée aux termes de « révolution cybernétique » et à la fortune universelle du préfixe Cyber. Ne sont cités ici que les développements directement consécutifs au mouvement cybernétique:
Le cas des sciences socialesUne branche de l'école de pensée cybernétique, que l'on peut lier à l'école de Palo-Alto, s'est formée principalement sous l'impulsion de Gregory Bateson. Ce dernier organisait des conférences en parallèle des conférences Macy pour faire passer ce courant de pensée dans les sciences sociales, de l'anthropologie à la psychanalyse. C'est une référence en matière de thérapie familiale par exemple, et beaucoup de définitions actuelles de la cybernétique y sont rattachées.
La cybernétique a mis en évidence que n'importe quel organisme est constitué d'un ensemble plus ou moins grand d'organes, appartenant à un nombre très limité de types (fonctions élémentaires) combinés en un certain ordre pouvant être traduit par des règles d'assemblage ou de disjonction. Une organisation (ou organisme de nature quelconque) est, le plus souvent, décrite en termes de structure (ce qu’elle est) et parfois comme une fonction (ce qu’elle fait), mais rarement en termes de correspondance (évolution adaptative). La description d'une organisation en termes de correspondance, d'adaptation et d'adéquation aux conditions du contexte et de l'environnement, révèle l'explication cybernétique qui, dans la terminologie de Bateson 13, est d'un type logique différent de celui de l'explication causale : il ne s'agit plus de savoir pourquoi quelque chose s'est produit mais de savoir quelles contraintes ont fait que n'importe quoi ne se soit pas produit. L'un des membres du mouvement cybernétique, Bateson, fait une description de la démarche cybernétique :
La description d'une organisation n'est donc adéquate que si l'on inclut une description des contraintes exercées par le contexte et l'environnement sur ses possibilités d'action (comportement, fonction et processus), d'agencement (structure) et de devenir (évolution). Il est de même du comportement conçu comme un construit organisé d'activités, de la cellule jusqu'à la machine et aux institutions, en passant par l'animal et l'homme, la société.
L' « équifinalité », formulée par Ludwig von Bertalanffy, désigne un même état final qui peut être atteint à partir de différents états initiaux, à travers différentes voies et avec différents moyens. En d'autres termes, des effets identiques peuvent avoir des causes différentes. C’est une sorte de suite convergente15. La « multifinalité » dans la théorie des contextes d’Anthony Wilden, en termes de causes et d'effets, énonce que des causes identiques peuvent produire des effets différents en une sorte de suite divergente. Cybernétique et science fictionLa cybernétique fut à l'origine de la dénomination du personnage du cyborg en science fiction. Cyborg est la contraction de l'anglais « cybernetic organism » (organisme cybernétique). Les concepts émergeant de la cybernétique sont largement représentés en science fiction à travers l'œuvre d'Isaac Asimov (avec les robots ou la psychohistoire). Cette empreinte reste toujours présente dans l'image du mot cybernétique dans le langage courant, liée a celle du préfixe cyber que l'on retrouve dans cyber-espace par exemple. Références
BibliographieLivres
'Design for a brain'
Articles
Films documentaire
Liens externes
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