L'auto-organisation est un phénomène de mise en ordre croissant, et allant en sens inverse de l'augmentation de l'entropie; au prix bien entendu d'une dissipation d'énergie qui servira à maintenir cette structure.
C'est une tendance, tant au niveau des processus physiques que des systèmes sociaux, à s'organiser d'eux-mêmes. Cette remarque a un côté tautologique, puisque c'est en fait parce qu'ils se sont organisés que nous les nommons sociaux, et non l'inverse.
Passé un seuil critique de complexité, les systèmes peuvent changer d'état, ou passer d'une phase instable à une phase stable. Ils peuvent aussi passer :
Le terme auto-organisation fait référence à un processus dans lequel l'organisation interne d'un système, habituellement un système hors équilibre, augmente automatiquement sans être dirigée par une source exterieure. Typiquement, les systèmes auto-organisées ont des propriétés émergentes (bien que cela ne soit pas toujours le cas).
Les exemples les plus évidents de systèmes auto-organisés sont issus de la physique. C'est d'ailleurs dans ce domaine que le terme est apparu pour la première fois. L'auto-organisation est aussi présente en chimie où elle a souvent été synonyme d'auto-assemblage. Le concept d'auto-organisation est aussi central dans les systemes biologiques, que ce soit au niveau cellulaire ou social. On trouve encore de nombreux exemples de phénomènes auto-organisés dans d'autres disciplines dont les sciences sociales, l'économie ou encore l'anthropologie. Les automates cellulaires comptent parmi les premiers mécanismes mathématiques proposés pour étudier les systèmes auto-organisés de manière formelle.
Parfois la notion d'auto-organisation est associée à la notion d'émergence. On trouve fréquemment la définition suivante dans la littérature : un phénomène est dit emergent lorsqu'on ne pouvait pas prédire son observation à partir de la seule connaissance du système au sein duquel il apparaît. Cependant des modèles mathématiques peuvent être construits pour reproduire ces phénomènes, étudier leurs propriétés et leurs conditions d'apparitions. Ainsi d'autres personnes parlent de systèmes complexes. L'auto-organisation de Heinz von Foerster et Ross W. Ashby appartient à la Cybernétique de la première génération du "signal" physique a donné la Cybernétique de la deuxième génération du "signe" psychique avec Gregory Bateson et Anthony Wilden dans une approche écosystémique. Henri Atlan a développé le principe d'auto-organisation en "principe de complexité par le bruit", ce que Jean-Louis Le Moigne ("Théorie du système général. Théorie de la modélisation", PUF, 1977), en "mangement, a donné le nom de "principe d'organisation par disponibilié à l'événement". Pour Edgar Morin ("La Méthode1. La Nature de la Nature", pp. 33-93, Seuil, Paris 1977) , c'est simplement et poétiquement le "Désordre organisateur".
L'auto-organisation est habituellement caractérisées par:
L'idée que les dynamiques d'un système peuvent, à elles seules, assurer l'accroissement de l'ordre interne du système a une longue histoire. Une des première évocation de cette idée fut faite par René Descartes dans le cinquième volume du Discours de la Méthode. Par la suite, Descartes a murit cette idée et l'a développée dans un livre nommé Le Monde qui ne fut jamais publié.
Les anciens atomistes (entre autres) croyaient que l'organisation était une propriété inévitable du moment que l'on fournissait suffisamment de temps, d'espace et de matière, bien qu'il n'y eût pas de raison particulière pour observer une organisation plutôt qu'un désordre. Descartes introduisit l'idée que les lois de la nature tendaient à produire de l'organisation (Pour plus de détails, voir Avram Vartanian, From Descartes to Diderot).
Au XVIIIe siècle est apparu le mouvement des naturalistes qui cherchaient à déterminer des lois universelles afin d'expliquer la diversité des organismes vivants. S'étant trouvées associées au lamarckisme, les nouvelles vues furent tenues en discrédit avant d'être remises à l'honneur par des pionniers tels que D'Arcy Wentworth Thompson (1860-1948) au début du XXe siècle. Aujourd'hui, la plupart des scientifiques pensent qu'il existe des lois universelles (issues de la physique fondamentale et de la chimie) qui gouvernent les structures et leur évolution dans les systèmes biologiques.
Le terme " auto-organisation " a vraisemblablement été introduit en 1947 par le psychiâtre et ingénieur Ross W. Ashby. Le terme d'auto-organisation était alors utilisé par la communauté travaillant sur la théorie générale des systèmes dans les années 1960. Mais ce terme ne devint plus commun dans la littérature scientifique que lors de son adoption par les physiciens et autres chercheurs du domaine des systèmes complexes dans les années 1970 et 1980.
(Pour montrer l'importance croissante de ce concept, si l'on utilise le mot clé self-organ*, Dissertation Abstracts, une base de données de résumés d'articles, ne trouve rien avant 1954, et seulement 4 entrées avant 1970. Puis il y en a eu 17 dans la période 1971--1980, 126 en 1981--1990 et enfin 593 en 1991--2000).
Les sections qui suivent présentent un certain nombre de phénomènes, (auto-?)organisés par disciplines, et qui font appel au concept d'auto-organisation. Notez néanmoins qu'il est impossible de déterminer si ces phénomènes sont autant de manifestations d'un même processus ou si il s'agit uniquement d'analogies. Le concept d'auto-organisation, malgré son apparente simplicité, se révèle extrèmement difficile à cerner formellement ou mathématiquement, et il est fort possible qu'une définition rigoureuse en exclue nombre de phénomène actuellement rangés sous cette étiquette.
Il faut aussi mentionner que plus un phénomène est éloigné du champ de la physique, plus l'idée d'auto-organisation au sens physique est sujette à controverse. Aussi intuitivement auto-organisationnel qu'il fût, la recherche d'explications physiques ou statistiques à un phénomène est fustigée parce que réductrice (cf. holisme, "réductionnisme" dans philosophie des sciences, et émergence).
De même, lorsqu'on cherche à passer des caractères auto-organisationnels d'un phénomène biologique ou sociologique à une explication physique ou mathématique de ces caractères, on se heurte au fait que ces caractères ne pourraient pas exister sans une cause finale (cf. téléologie).
Il existe nombre de processus génériques dont on peut dire qu'ils sont auto-organisationnels. Par exemple en physique :
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