Chronique n° 221 parue dans France Catholique-Ecclesia – N° 1505 – 17 octobre 1975

UNE PLANÈTE SANS HYPOTHALAMUS

Rétroaction, homéostasie et cybernétique

samedi 23 août 2014

ON APPELLE « FEED BACK » en mécanique et en physique appliquée un dispositif de régulation rétroactive [1]. On a deux phénomènes variables A et B. A est cause de B. Si l’on veut que B se maintienne à une certaine valeur (ou varie d’une certaine façon), on rejoint B à A de telle façon que B contrôle A conformément au but cherché.

Le plus familier des « feed back » et le plus ancien est le thermostat mécanique des vieux radiateurs à charbon, où l’entrée de l’air est contrôlée par un petit volet relié par une chaînette à un thermomètre. Quand la température monte, la chaînette se détend, ce qui baisse le volet, diminue l’entrée d’air, ralentit la combustion et fait baisser la température. Ainsi la température se règle elle-même.

Tout être vivant est un insondable fouillis de « feed back ». Quand Molière conseille à son malade de « laisser faire la nature », c’est qu’il a l’habitude (obscure, indéfinissable) de voir nos innombrables « feed back » naturels faire face à tous les dérèglements appelés « maladies ».

Il a raison, en gros : la nature se débrouille le plus souvent grâce au système de régulation rétroactive neuro-endocrinien, qui maintient en état de marche normale ce que Claude Bernard a appelé le « milieu intérieur » [2] . C’est de la cybernétique formidablement sophistiquée, dotée d’un merveilleux ordinateur appelé hypothalamus, au centre même de notre cerveau [3].

Le but lointain de la médecine est certainement de parvenir à décrypter cet ordinateur vivant et ses systèmes de réglage, de façon à pouvoir le soutenir dans ses défaillances. Comment certains cancers guérissent-ils spontanément (celui de Soljénitsyne, par exemple) ? Un « feed back » a joué, mais lequel et comment ? Si on le savait ! La cellule vivante est déjà un fouillis de « feed back », et si l’on sait peu sur le cancer, on en sait pourtant assez pour comprendre qu’il se déclare quand un certain « feed back », qui contrôle la multiplication des cellules en fonction du besoin de renouvellement, se détraque, perd ce contrôle, peut-être même inverse ses effets.

Quand Marx entreprit de comprendre et d’analyser les mécanismes de la société qu’il appela capitaliste, ce qu’il avait sous les yeux était l’apogée de la révolution industrielle. C’est-à-dire un organisme où tous les systèmes de régulation rétroactive avaient sauté, donnant lieu à des croissances et des transformations économiques désordonnées et accélérées, dont les ouvriers des villes étaient des victimes sans espoir.

Marx se tenait pour un savant. Il n’avait en fait de culture réelle qu’historique et philosophique. Il était savant à la façon de Jules Verne, c’est-à-dire qu’il avait lu beaucoup de vulgarisation, mais ne possédait aucune expérience de la réalité de la science, à savoir la méthode.

C’est pourquoi la « science » qu’il fonda procède, non comme toutes les sciences qui font des expériences pour voir si les résultats sont conformes à la théorie, et sinon rejeter la théorie, mais comme les idéologies qui condamnent les faits non conformes à la théorie (ces faits pouvant être des hommes, des groupes d’hommes, des nations entières).

Ce qui frappa Marx à juste titre, c’était l’incohérence de la production et de la distribution de son temps. Elles se font, dit-il, en maints endroits, de façon irrationnelle par la loi aveugle du profit et de la concurrence, de sorte que l’on passe son temps à produire ce qu’il ne faut pas, ce qui engendre la surproduction, la faillite et le chômage, et à ne pas produire ce qu’il faut, ce qui répand la hausse insensée des produits ainsi raréfiés, le profit scandaleux chez le producteur et la pénurie dans les classes pauvres. D’où, dit Marx, la nécessité d’une planification centralisatrice, qui rationalise la production et la distribution et supprime la classe sociale parasite qui vit de leur irrationnalité.

À l’époque où Marx et Engels faisaient cette analyse, je ne peux dire s’il existait déjà des modèles physiques de « feed back ». Peut-être un lecteur saura-t-il me dire quel système de freinage était en usage sur les premiers trains, avant la publication par Marx du Manifeste du parti communiste (1848). [4]

Quoi qu’il en soit, c’est par des mécanismes spontanés de « feed back » que l’économie libérale a échappé jusqu’ici aux prévisions de Marx qui, à maintes reprises, annonça son inéluctable effondrement sous l’effet des simples lois de l’économie. Et c’est l’absence de tels mécanismes dans toute économie planifiée qui engendre les plus graves difficultés de l’économie socialiste.

Prenons un exemple sommaire, celui de la production d’acier (appelons-la A) et de la production de machines-outils (B). Dans une économie planifiée (rationnelle, dit Marx [5]), on prévoit qu’il faudra tant de machines-outils, et l’on en déduit la quantité d’acier nécessaire à la réalisation du plan. Dans une économie non planifiée, on ne sait pas combien il faudra de machines-outils, car il se passe toujours des choses imprévisibles, invention d’un nouveau procédé, apparition d’un nouveau client, disparition d’un autre. Quand tout se déroule normalement, on constate que B contrôle A rétroactivement, comme un thermostat contrôle l’entrée du combustible, par le jeu réciproque des prix de la matière première, de l’objet manufacturé, et du travail.

Si les prévisions de Marx ne se sont pas réalisées, c’est essentiellement pour deux raisons

- La multiplication et l’accélération inimaginables, en 1848, de la diffusion de l’information économique (quasi instantanéité de la réaction boursière mondiale).

- La puissante montée du syndicalisme, qui a introduit une nouvelle force dans les lois du marché, celle, précisément, qui lui manquait pour que s’établisse l’équilibre instable appelé croissance.

Il faut bien dire que ce à quoi nous assistons maintenant est le dérèglement du contrôle rétroactif et que personne n’y comprend rien. Ou que, si quelqu’un a compris, il n’a pas encore fait ses preuves. Entre tant d’hypothèses contradictoires, on ne voit pas quelle est la bonne (s’il y en a une).

Le mot « cybernétique » vient du grec kybernein, gouverner (a). C’est peut-être en étudiant des modèles cybernétiques qu’on trouvera l’origine de la panne [6].

Mais, plus probablement, après beaucoup d’études incertaines et de traitements empiriques, le remède deviendra peu à peu perceptible à travers la maladie même, non sans que l’impatience des hommes qui souffrent ait, elle aussi, joué son rôle.

Si les lois économiques ne permettent plus la prévision, c’est peut-être que la planète, jusqu’ici champ clos de forces uniquement matérielles, tend à devenir un être vivant. Il lui manque son hypothalamus...

Aimé MICHEL

(a) On sait que Cybernétique et Société est le titre d’un livre de Norbert Wiener, le fondateur, précisément, de la cybernétique. C’est un livre qui suscite de profondes réflexions, mais à un niveau presque métaphysique. [7]

Chronique n° 221 parue dans France Catholique-Ecclesia – N° 1505 – 17 octobre 1975


Les Notes sont de Jean-Pierre ROSPARS - 23 août 2014


[1La traduction en français de « feedback » par « rétroaction » a été critiquée parce que le retour dont il est question est une information et non pas à proprement parler une action. Nous ignorerons cette objection.

[2Le concept clé de « milieu intérieur » a été créé en 1865 par Claude Bernard (1813-1878) dans son Introduction à l’étude de la médecine expérimentale. Il y écrit : « Tous les mécanismes vitaux, quelque variés qu’ils soient, n’ont toujours qu’un but, celui de maintenir l’unité des conditions de la vie dans le milieu intérieur ». On lui associe le terme d’« homéostasie » (état égal en grec) créé par Walter B. Cannon (1871-1945). Dans son livre également classique La sagesse du corps (trad. par Z.M. Bacq, Editions de la Nouvelle Revue Critique, Paris, 1946) il la définit ainsi :

« Les êtres vivants supérieurs constituent un système ouvert présentant de nombreuses relations avec l’environnement. Les modifications de l’environnement déclenchent des réactions dans le système ou l’affectent directement, aboutissant à des perturbations internes du système. De telles perturbations sont normalement maintenues dans des limites étroites parce que des ajustements automatiques, à l’intérieur du système, entrent en action et que de cette façon sont évitées des oscillations amples, les conditions internes étant maintenues à peu près constantes (...). Les réactions physiologiques coordonnées qui maintiennent la plupart des équilibres dynamiques du corps sont si complexes et si particulières aux organismes vivants qu’il a été suggéré qu’une désignation particulière soit employée pour ces réactions : celle d’homéostasie. »

Sur Cannon, voir la note c de la chronique n° 83, Les mystiques au laboratoire, mise en ligne le 11.01.2010.

[3L’hypothalamus est une petite structure, de quelques centimètres cube chez l’homme, située dans le plancher d’une des grandes subdivisions du cerveau présente chez tous les vertébrés, le diencéphale. Il joue un rôle essentiel dans le maintien de la constance du milieu intérieur de l’organisme (l’homéostasie) et dans la régulation de tous les comportements qui assurent la conservation de l’espèce (la faim, la soif, la reproduction). Des fonctions aussi diverses que la régulation thermique, la lactation, les diverses réactions cardio-vasculaires associées aux comportements d’agression, d’alarme et de défense, le contrôle du sommeil, etc. dépendent de lui ; cette brève liste laisse entrevoir la formidable complexité de son fonctionnement et de son action. Pour jouer ce rôle, l’hypothalamus reçoit de très nombreuses informations, grâce au sang qui le traverse (taux d’hormones variées) et aux axones en provenance du reste du cerveau, sur l’état de l’organisme (pression sanguine, taux de sucre et de lipide dans le sang, température, distension de l’estomac, signaux gustatifs et olfactifs, éclairement ambiant, etc.) ; il en fait la synthèse et renseigne en retour les autres centres cérébraux concernés.

L’action de l’hypothalamus sur le corps se fait par l’intermédiaire d’un organe qui lui est étroitement associé, l’hypophyse (600 mg chez l’homme), aussi parle-t-on de complexe hypothalamo-hypophysaire. L’hypophyse est une glande endocrine, c’est-à-dire qu’elle agit sur le corps en secrétant des hormones dans le sang. Deux de ces hormones, la vasopressine (ADH, antidiurétique car elle agit sur la réabsorption de l’eau dans les reins) et l’ocytosine (qui agit sur l’utérus et la glande mammaire), sont produites directement par certains neurones de l’hypothalamus et libérées au niveau du lobe postérieur de l’hypophyse. Les sept autres hormones sont produites par des cellules spécialisées du lobe antérieur de l’hypophyse ; deux d’entre elles ont un effet direct : l’hormone de croissance (STH) et l’hormone mélanotrope (MSH, agissant sur les cellules pigmentaires) ; quatre ont un effet indirect par l’intermédiaire d’autres glandes endocrines : la thyréostimuline (TSH, qui agit sur la glande thyroïde), la corticostimuline (ACTH, qui agit sur la glande corticosurrénale) et les deux hormones gonadotropes (FSH et LH, qui agissent sur les ovaires ou les testicules). Enfin la prolactine (LTH, qui agit sur la sécrétion lactée er les ovaires), a des effets direct et indirect.

L’hypothalamus contrôle la libération de ces 7 hormones au moyen de substances qui sont toutes des peptides, c’est-à-dire des enchaînements d’un petit nombre d’acides aminés. Certains de ces peptides ont un rôle stimulateur (on les appelle « releasing factors » RF ou libérines) tandis que d’autres un rôle inhibiteur (« inhibitory-RF » ou statines).

Cette brève description donne une idée de la multitude des boucles de rétroaction qui, en permanence, assurent l’homéostasie de l’organisme. Ces mécanismes sont l’aboutissement de millions d’années d’évolution au cours desquelles les animaux ont acquis une indépendance croissante vis-à-vis de l’environnement et de ses incessantes fluctuations. Un bel exemple en est fourni par la constance de la température des vertébrés dits pour cette raison homéothermes (les mammifères et les oiseaux) ce qui leur permet de maintenir leur activité même quand il fait froid. Si le principe du thermostat que rappelle Aimé Michel est fort simple, son application à l’homéothermie des vertébrés supérieurs l’est beaucoup moins. Ainsi dans le système de régulation thermique interviennent entre autres le diamètre des vaisseaux sanguins (vasomotricité), la production de chaleur par le métabolisme (thermogenèse), les réactions musculaires (frissons), les sécrétions glandulaires (sudation) et des réactions comportementales complexes telles qu’un déplacement pour se mettre au soleil ou à l’ombre (recherche du « confort thermique ») ou un changement de la consommation d’eau ou d’aliment. Comme toutes ces actions ont à leur tour des conséquences en chaîne, on conçoit la complexité du système vu dans son ensemble, cet « insondable fouillis de “feed back” » comme l’écrit Aimé Michel.

[4Il est surprenant qu’Aimé Michel se pose cette question car sa mémoire est habituellement fidèle : le régulateur de Watt n’est-il pas l’ancêtre de tous les systèmes de régulation fondée sur la rétroaction et n’a-t-il pas été inventé bien avant 1848, à la fin du XVIIIe siècle ? En l’occurrence le problème est de maintenir constante la vitesse de rotation d’une machine à vapeur en dépit de la charge variable des machines qu’elle entraîne (pompe, métier à tisser, etc.). Watt le résout en inventant le régulateur à boules : quand la vitesse de rotation augmente, la force centrifuge augmente et les boules montent en s’éloignant de l’axe de rotation ; quand la vitesse diminue, les boules descendent. Le mouvement vertical ainsi commandé par les boules sert à régler la position de la vanne d’alimentation de la vapeur : la vanne s’ouvre davantage quand la machine ralentit et se referme quand elle accélère.

L’Écossais James Watt (1736-1818) fait cette invention décisive en 1784. Elle couronne vingt années de recherche ininterrompues commencées à l’université de Glasgow où il est entré comme responsable des instruments de physique. Il commence par inventer le condenseur en 1765, qui transforme la machine atmosphérique de Thomas Newcomen en véritable machine à vapeur, mais il lui faut dix ans pour synchroniser le cylindre et le condenseur et mettre en service les deux premières machines à condenseur (l’une actionne la pompe d’une mine, l’autre la soufflerie d’un haut-fourneau). En 1783, il invente la machine à double effet où la vapeur est introduite d’abord d’un côté du piston puis de l’autre. Il en résulte un mouvement de va-et-vient continu qui peut être transformé en mouvement de rotation. L’introduction du régulateur à boules l’année suivante parachève ces perfectionnements successifs : la révolution industrielle dispose alors du moteur nécessaire à son essor. Allemands et Français s’empresseront de le copier : l’espionnage industriel est né…

[5Il faut soigneusement distinguer la rationalité et l’esprit scientifique. En effet les sources primordiales de la connaissance du réel sont l’observation et l’expérience, non la pensée rationnelle. Cette distinction capitale, trop souvent méconnue, a été bien établie par Jean Fourastié dans Les conditions de l’esprit scientifique (coll. Idées, Gallimard, 1966) où il explique en quoi « le raisonnement rationnel est une arme indispensable et un piège insidieux » (notamment pp. 118-121) :

C’est une arme indispensable : « La discipline rationnelle est une méthode, une gymnastique du cerveau, qui lui permet d’engendrer des pensées moins inadaptées au réel que la pensée spontanée. (…) L’acquisition de la rationalité est une étape indispensable, pour l’humanité et pour l’individu, entre la pensée spontanée et l’esprit expérimental. » Elle est indispensable pour former des hypothèses, élaborer des modèles et les enseigner.

Mais c’est aussi un piège insidieux : « (…) les hommes sont fort habiles à prouver par le raisonnement tout ce dont ils sont convaincus, quelle que soit l’origine de leur conviction. Et ce n’est pas en général par défaut de logique que le raisonnement pêche, mais par défaut des prémisses : les hommes ne prennent en considération que certains des facteurs qui devraient l’être, et ce sont ces facteurs seulement qu’ils introduisent en prémisses. Un phénomène dépend d’une cinquantaine de facteurs ; un homme en perçoit cinq, ou trois, ou même un seul ; il construit sur les seuls facteurs qu’il a perçus un raisonnement, plus ou moins impeccable quant à la cohérence rationnelle, et que son appareil logique suffit à imposer non seulement à l’esprit de son auteur, mais à des millions d’autres cerveaux ! » De là les Rousseau, Marx, Hitler, Staline, Mao et combien d’autres responsables de tant de millions de morts dont nous parlions il y a deux semaines et dont nous reparlerons.

[6Je ne sais si les deux raisons invoquées par Aimé Michel sont suffisantes pour expliquer l’échec des prévisions de Marx. Je donnerais plus d’importance au fait que Marx pensait que les besoins des hommes (manger, se vêtir, se loger) sont des sortes de « constantes universelles » aisées à satisfaire dans l’économie « rationnelle » qu’il appelait de ses vœux, alors que l’expérience montre que ces « besoins » sont indéfinis et constamment changeants, chaque besoin satisfait en découvrant un autre à satisfaire. De nouvelles inventions suscitent de nouveaux besoins et l’économie entière est en perpétuel déséquilibre. Impossible dans un tel système de distinguer clairement les causes et les effets.

Dans ces conditions il est probablement illusoire de vouloir découvrir « la panne » qui provoque « la crise ». A mesure que certains défauts sont corrigés d’autres, totalement nouveaux, apparaissent qu’il faut du temps pour identifier et éventuellement corriger… s’ils subsistent !

[7Sur Norbert Wiener (1894-1964) voir la chronique n° 67, La querelle des programmes, mise en ligne le 26.04.2010. Cet apport « presque métaphysique » du créateur de la cybernétique est sensible notamment dans l’introduction de « quelques postulats épistémologiques explicites que la plupart des institutions scientifiques tiennent encore pour révolutionnaires : en particulier celui de la légitimité de l’interprétation téléologique ». Dans l’article de l’Encyclopaedia Universalis qu’il consacre à la science des systèmes, Jean-Louis Le Moigne poursuit : « depuis Descartes, la mécanique analytique s’était fondée sur le postulat de la causalité (tout effet est explicable ou au moins représentable par une cause... ou une longue chaîne de raisons toutes simples). En proposant, dès 1943, dans un article cosigné avec un éminent biologiste, A. Rosenblueth, et un jeune ingénieur électronicien, J. Bigelow, intitulé “Behavior, Purpose and Teleology” (comportement, intention et téléologie) de reconnaître la légitimité scientifique de l’interprétation téléologique a priori du comportement d’un système, Wiener autorisait une voie alternative à toute entreprise de modélisation scientifique ; au lieu de chercher d’abord les causes (mécaniques), le modélisateur était invité à s’interroger d’abord sur les finalités ou les projets du système étudié. » Ainsi la rétroaction est finalisée, intentionnelle, puisqu’elle vise précisément à maintenir une norme. Claude Bernard lui-même écrit que « les mécanismes vitaux n’ont toujours qu’un but » en dépit de l’opprobre pesant sur le finalisme en biologie. La cybernétique a ainsi contribué à naturaliser la finalité.

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