Systèmes complexes et modèles de calcul

Le domaine des systèmes complexe est en pleine émergence mais aussi assez nouveau. Il s’est constitué à partir de la constatation que dans des disciplines très différentes, on se posait les mêmes questions, on observait les même phénomènes, dans des systèmes de grande taille.

Les objets d’étude sont très divers, allant des systèmes complexes artificiels comme les automates cellulaires jusqu’à des systèmes économiques où les agents de base sont humains. En général, on observe dans ces systèmes un grand nombre d’agents (eux-mêmes complexes ou très simples), des règles d’interactions plus ou moins simples mais souvent avec une composante locale, et une multitude de données nécessitant de traiter intelligemment de grandes quantités de données pour comprendre ce qui se passe. On observe ces systèmes sur un temps en général beaucoup plus long que le temps propre d’évolution de chaque agent.

Les propriétés observées et communes à ces systèmes sont de différente nature. Elles peuvent constituer des phénomènes d’émergence (une propriété globale apparaît - comme spontanément - après un certain temps), des phénomènes d’attraction vers des situations stables ou oscillantes, des phénomènes de nature plus intrinsèque comme la possibilité d’auto-reproduction ou des capacités d’universalité vis-à-vis de ses propres règles d’évolution.

Les partenaires du projet ici présenté se sentent concernés par les problématiques des systèmes complexe en informatique. D’une certaine façon, ils s’intéressaient à celles-ci avant que le domaine existe. Par exemple, l’étude de l’universalité intrinsèque des automates cellulaires est bien antérieure à l’observation de phénomènes liés dans le monde des fourmis. Le but du projet est d’adopter franchement le point de vue des systèmes complexes et d’étudier à travers eux quelques thèmes informatiques qui nous paraissent particulièrement pertinents.

Nous avons découpé notre projet en thèmes spécifiques, y expliquant le rôle de chacun, mais sans cloisonnement : nous souhaitons travailler ensemble, organiser des réunions où tout les participants discuteront. Ce travail collégial est possible grâce à une culture commune, et quasiment tous les participants ont déjà travaillé dans plusieurs des thèmes proposés (publications communes).

Thèmes :

1. Petites machines à évolutions complexes
2. Perturbations des calculs et évolutions en présence d’erreurs
3. Placement géométrique de l’information et puissance de calcul
4. Universalité des systèmes
5. Modèles pour les systèmes dynamiques complexes : tas de sables et topologie.

Les résultats que nous attendons de ce projet sont avant tout de nature intellectuelle : nous souhaitons comprendre finement les systèmes complexes dans notre discipline, pour pouvoir ensuite collaborer avec d’autres. Nous proposons une démarche structurée : adopter le point de vue des systèmes complexes dans notre discipline d’origine (l’informatique), puis confronter notre approche, la nature de nos résultats, nos techniques et hypothèses, aux autres points de vue sur les systèmes complexes à l’occasion de démarches plus inter-disciplinaires.