L'apparition de structures, lois ou motifs macroscopiques nouveaux et robustes issus d'interactions à un niveau inférieur, de sorte que les régularités de niveau supérieur ne sont pas manifestes dans les composants individuels de niveau inférieur pris isolément.

Principe

Des interactions collectives, la non-linéarité, des contraintes et souvent la séparation des échelles ou le coarse-graining engendrent des degrés de liberté de niveau supérieur dont le comportement est autonome, robuste aux perturbations et descriptible par des lois effectives ou des paramètres d'ordre distincts de la dynamique microscopique.

Démonstration

Un modèle de vol d'essaim où de simples règles locales d'alignement entre agents produisent un mouvement collectif cohérent avec un paramètre d'ordre (vélocité moyenne) ; des transitions de phase où des interactions microscopiques entre spins donnent naissance à une aimantation macroscopique ; des coefficients de transport qui émergent de collisions à nombreux corps.

Mauvaise application

Qualifier de « émergent » tout résultat complexe ou imprévisible sans démontrer des régularités de niveau supérieur robustes ; invoquer une « émergence forte » (pouvoirs causaux ontologiquement nouveaux) sans échec clair de l'explication réductrice ; confondre renommage descriptif et véritable nouvelle loi.

Conséquence

Justifie de nouveaux niveaux de description et des théories autonomes (théories effectives de champs, modèles continus) et explique pourquoi des prédictions de haut niveau sont possibles sans connaissance complète de l'état micro ; suggère la réalisabilité multiple et l'indépendance explicative des niveaux.

Inversion

Réductionnisme strict selon lequel toutes les propriétés macroscopiques se déduisent directement de la dynamique micro sans besoin de nouvelles lois, ou lorsque la nouveauté apparente est seulement épistémique en raison de la complexité de calcul et non d'une nouvelle organisation.

Limite

Les revendications d'émergence sont significatives lorsque les motifs de niveau supérieur sont robustes, reproductibles et non trivialement réductibles ; elles n'incluent pas la simple agrégation sans nouveaux principes organisateurs ni les coïncidences d'exemplaire unique ; les critères incluent stabilité, échelle et autonomie explicative.

Tension sémantique

Tension entre émergence faible (imprévisibilité épistémique due à la complexité) et émergence forte (nouveaux pouvoirs causaux ontologiques) ; aussi tension avec la méthode réductionniste qui cherche des dérivations microscopiques des lois macroscopiques.

Synthèse

L'émergence est le phénomène par lequel l'organisation collective et les interactions produisent des régularités macroscopiques stables et nouvelles et des lois effectives qui légitiment des descriptions autonomes de niveau supérieur, même lorsque ces lois ne sont pas évidentes à partir des composants seuls.