Chapitre 13 – La « biologie relationnelle » de Robert Rosen (1958)

En 1958, Robert Rosen (1934-1998) est un jeune chercheur en biologie mathématique qui travaille sous la direction de Nicolas Rashevsky au Committee on Mathematical Biology de l’université de Chicago ⁸⁰⁷ . Après la récente conversion de Rashevsky à la formalisation topologique abstractive des fonctions biologiques, Rosen vient apporter un regard neuf sur les travaux les plus récents de son maître. En reprenant également quelques unes des idées énoncées en 1954 par David Cohn ⁸⁰⁸ , il considère que la biologie mathématique doit s’inspirer de l’ingénierie récente et, en particulier, de la théorie des automates. Mais alors que pour Cohn, le biologiste théoricien devait surtout prendre modèle sur la pratique de conception de l’ingénieur en décomposant ses modèles physiques en sous-modèles optimisables (selon le principe de « conception optimale » supposé valoir pour tout être organique), Rosen conçoit plutôt l’idée selon laquelle l’incontestable analogie entre les artefacts et les systèmes biologiques, confirmée en outre par la perspective cybernétique contemporaine, peut aussi mener le théoricien de la biologie à un nouveau type de théorisation et pas nécessairement ou seulement à une nouvelle pratique de modélisation physico-chimique. En ce sens, Rosen interprète la leçon de Cohn encore autrement que ne le fit Rashevsky. Mais, ce faisant, il peut tout de même rejoindre la décision rashevskyenne de fonder une véritable « biologie relationnelle » et il préserve ainsi le côté purement théorique de la biologie mathématique.

Or, en 1958, c’est bien la « théorie des systèmes », telle qu’elle est récemment reconnue de façon institutionnelle aux Etats-Unis ⁸⁰⁹ , qui semble pouvoir jouer ce rôle selon lui. Mais Rosen ne retient de cette théorie inchoative que la définition du mot « système » : « tout type de structure qui agit, à travers une certaine séquence d’opérations, pour produire un ensemble défini de matériaux de sortie à partir d’un ensemble donné de matériaux d’entrée, ou à partir d’un ensemble donné de conditions environnementales » ⁸¹⁰ . Moyennant cette définition, Rosen se propose de prendre en compte et de traduire en un langage formel nouveau ce que Rashevsky avait mis en évidence lorsqu’il avait montré qu’une même fonction organique peut être assurée de différentes manières, plus ou moins complexes (principe de l’épimorphisme biologique) d’un point de vue physico-chimique. C’est ce fait biologique là qui avait justifié l’insistance de Rashevsky en 1954 sur le nécessaire caractère relationnel de toute biologie théorique future.

L’expression même de « biologie relationnelle » est primitivement due à Rashevsky. Et Rosen la reprend telle qu’elle mais en l’interprétant en des termes systémiques et en l’acclimatant à la formalisation par des tableaux de flux (« flow charts ») ou, plus précisément, par des « diagrammes de blocs » (« block diagrams ») ⁸¹¹ entre-temps venus de la technologie, de la théorie des circuits et de la théorie des automates. Ces diagrammes représentent des « boîtes noires » (« black boxes ») reliées par un graphe orienté. Chaque bloc du diagramme peut ainsi n’être défini que comme un « système », au sens de la définition précédente, sans que l’on ait besoin de la connaissance de sa structure interne. Selon Rosen, ce diagramme de bloc reflète déjà assez fidèlement et essentiellement ce qui se produit par nature dans tout être organique : le métabolisme. C’est là que l’analogie entre système naturel et système artificiel peut valoir pour lui sans que l’on perde pour autant l’aspect relationnel du système naturel dans sa représentation formelle : les entrées et sorties des « boîtes noires » peuvent être identifiées à des entrées et sorties de substances s’effectuant dans autant de parties de l’organisme réel.