Introduction

1L’un des premiers épistémologues à avoir formulé une typologie des formats de représentation non linguistique en science est le philosophe analytique Nelson Goodman (Goodman 1968). On peut opposer ces formats de représentation à de grands ensembles globaux décrits à la même époque, objets de l’attention de certains historiens des sciences et des idées, tels que les « paradigmes » de Thomas Kuhn (Kuhn 1962) ou les épistémès de Michel Foucault (Foucault 1966), qui ont participé de ce que Jean-François Lyotard a appelé les « grands récits » de la modernité (Lyotard 1979).

2Théories, paradigmes et modèles ont en effet dominé les épistémologies historique et analytique de la seconde moitié du xx^e siècle. La typologie de Goodman, plutôt centrée sur les formes de représentations locales, a quant à elle été reprise et approfondie par la philosophe des sciences française Marion Vorms dans sa thèse de doctorat (Vorms 2009). Parmi les représentations non linguistiques élémentaires, Vorms distingue trois types de formats, dans le sillage des travaux de Goodman : les images, les schémas et les diagrammes (Vorms 2009, ch. 7).

3La présente contribution s’inscrit dans le prolongement de cette épistémologie des diagrammes. Elle vise à éclairer la fonction épistémique et ingénieuse que peut revêtir le format de représentation de type diagrammatique, dans la mesure où un diagramme peut littéralement fonctionner comme une machine graphique1. L’idée centrale de notre propos est donc la suivante : dès lors qu’il en connaît les conventions interprétatives, la lecture et la manipulation d’un diagramme par l’interprétant qui s’en saisit permet de produire l’intelligibilité de la théorie qui lui est associée. C’est la raison pour laquelle un diagramme peut faire l’objet d’une « ingénierie sémiotique » (Ferri 2022). Pour argumenter la thèse selon laquelle un diagramme est une telle machine sémiotique qui co-fonctionne avec son interprétant pour produire un supplément d’intelligibilité relatif à un corps d’hypothèses théoriques situées, nous proposons une analyse de cas emblématique : le diagramme de Darwin, qui est corrélatif de sa théorie de l’évolution des espèces.

4Darwin a en effet proposé en 1859 un récit dans lequel il présente ses hypothèses sur l’origine de toutes les espèces vivantes. Il voulait que la « lumière » soit « jetée sur l’origine de l’homme et son histoire » (light will be thrown on the origin of man and his history) (Darwin 1859, p. 488). Or mettre en lumière quelque chose, c’est précisément l’illustrer pour l’éclairer. Dans son ouvrage, Darwin ne se contente pas de raconter l’histoire de l’évolution, il l’illustre par un diagramme arborescent ambitieux sur lequel il a réfléchi pendant plus de vingt ans, étant donné que la première esquisse remonte au Carnet B daté de 1837-1838 (Darwin 1837-1838). Ainsi, l’arbre de la vie présenté au chapitre 4 de L’Origine des espèces s’abstrait du récit, car il présente dans l’espace d’une page un diagramme qui expose les principes et les hypothèses de la théorie darwinienne de la sélection naturelle.

5Dans une première partie, nous présentons les vicissitudes qui ont conduit Darwin à donner au diagramme qui porte maintenant son nom la forme définitive qui est la sienne dans L’Origine des espèces, afin de montrer en quoi un diagramme, dès lors qu’on l’appréhende comme une machine graphique évolutive, se présente comme un objet techno-graphique, un « technogramme » (Alunni 2013) procédant de pratiques diagrammatiques de conception (Beaubois  2015 ; Beaubois 2022) qui le constituent en véritable objet d’invention, fruit d’une série de résolution de problèmes d’ordre à la fois théorique, technique et graphique. Dans un second temps, nous procédons à l’analyse du diagramme de Darwin dans sa version finale publiée dans L’Origine des espèces (1859), pour montrer qu’il s’agit bien d’un cas de machine graphique accomplie, dont la mise en fonctionnement permet une mise en scène visuelle des phénomènes décrits par la théorie scientifique qui lui est associée : la théorie darwinienne de l’évolution des espèces.

1. La genèse techno-graphique du diagramme de Darwin

6L’objectif de cette première partie consiste à décrire, à partir de l’enquête menée par l’historien de l’art et philosophe allemand Horst Bredekamp (Bredekamp 2008), la genèse historique et manuscrite qui a conduit Darwin, entre 1837 et 1859, à réaliser dans le chapitre 4 de L’Origine des espèces ce qu’il a nommé dans une lettre au géologue Charles Lyell, datée du 2 septembre 1859, son « étrange diagramme » (queer diagram) (Hoquet 2009, p. 123).

7Entre 1831 et 1836, Darwin a participé à une mission au bord d’un navire, le célèbre Beagle, pour améliorer la cartographie des côtes de l’Amérique du Sud. De cette longue expédition, il a ramené un grand nombre de spécimens, dont un exemplaire de l’algue actuellement connue sous le nom de Bossea Orbignyana.

Figure 1 : spécimen connu sous le nom d’Amphiroa Orbignyana récolté par Darwin en 1834 sur la plage près de Puerto Deseado en Patagonie (numéro de registre 1770 C). Voir Bredekamp 2008, p. 9-11.

8La thèse de Bredekamp est que l’exemplaire de Bossea Orbignyana connu sous le nom d’Amphiroa Orbignyana est le paradigme de la représentation diagrammatique de la théorie darwinienne de l’évolution telle qu’on peut la voir sur la planche de L’Origine des espèces.

9Dans le premier diagramme de 1837, l’évolution de la nature possède pour la première fois une forme visuelle. Dans le Carnet B, Darwin écrit d’ailleurs que « l’arbre de la vie devrait peut-être s’appeler le corail de la vie » (Darwin 2008, p. 55). Dans la figure 2, qui reproduit cette première mise en forme visuelle, les lignes pointillées renvoient aux espèces éteintes, tandis que les lignes continues désignent les espèces encore vivantes. C’est la critique de la théorie transformiste soutenue par Jean-Baptiste Lamarck (1744-1829) qui conduit Darwin à recourir au modèle de l’arbre et lui permet dans un premier temps d’exprimer la tendance des espèces à se séparer les unes les autres. Même s’il est en désaccord avec la théorie transformiste, Darwin tire de la Philosophie zoologique (1809), qui contient un tableau où les animaux sont reliés entre eux, les lignes pointillées utilisées au départ par Lamarck pour exprimer l’idée de développement (Bredekamp 2008, p. 26). Elles deviendront des éléments essentiels des futures esquisses darwiniennes de diagrammes évolutionnaires (Bredekamp 2008, p. 26).

Figure 2 (modifiée) : annotation d’une reproduction schématique du deuxième diagramme de l’évolution (1837) tiré du Notebook B, folio 26. Source : https://images.lib.cam.ac.uk/content/images/MS-DAR-00121-000-00028.jpg.

10Selon Bredekamp, le diagramme de L’Origine des espèces, plus connu sous le nom d’« arbre de la vie » (Tree of Life), a puisé les principes de son organisation dans les modèles de deux de ses contemporains, tous les deux zoologues et géologues : Hugh E. Strickland (1811-1853) et Louis Agassiz (1807-1873). De Strickland, Darwin retient la critique des métaphores de l’échelle et de la chaîne des êtres vivants héritées du Moyen Âge, la première en ce qu’elle implique une hiérarchie entre les espèces, la seconde « en ce que chaque espèce n’a qu’un voisin de part et d’autre de son chaînon » (Bredekamp 2008, p. 50). En remettant en cause l’idée d’une échelle de la nature (scala naturæ), c’est l’idée d’un plan divin qui est atteinte, mais aussi celle d’une création achevée ayant assigné à chaque espèce une place déterminée dans l’ordre de la création divine.

Figure 3 (modifiée) : annotation de la partie supérieure du « Chart of the Natural Affinities of the Class of Birds » de Hugh E. Strickland (1843).

11Comme Darwin, Strickland part du modèle de l’arbre, tout en critiquant sa hiérarchie entre tronc, branche et rameau, pour intégrer non seulement le caractère anarchique de la puissance créatrice de la Nature, mais aussi la distribution irrégulière des espèces vivantes, à travers une représentation cartographique comme celle de la figure 3. La conclusion méthodologique de Strickland est la suivante : on ne peut pas atteindre les principes d’ordonnancement des faits naturels, mais seulement procéder à une représentation cartographique des espèces vivantes afin de visualiser leurs affinités (Bredekamp 2008, p. 54). Ce qui distingue cependant les diagrammes de l’un et l’autre, c’est l’intégration de la dynamique temporelle, absente dans le travail de Strickland, mais présente dans celui de Darwin, ce qui est d’ailleurs la force du modèle corallien qui inspire les premières esquisses darwiniennes, où l’on voit se dessiner progressivement l’idée de descendance avec modification sous la forme d’éventails de variation matérialisés par des lignes de divergence partant de souches communes (voir figures 2, 7 et 8).

Figure 4 (modifiée) : description du frontispice des Outlines of Comparative Physiology de J. L. R. Agassiz (1851).

12Darwin s’est aussi inspiré du système de représentation circulaire tiré des Outlines of Comparative Physiology d’Agassiz (voir figure 4), en le déclinant sous forme d’un système en éventail composé de lignes et de points (Bredekamp 2008, p. 62). Entre 1851 et 1857, il esquisse une série de trois nouveaux diagrammes à structure corallienne pour intégrer la dimension temporelle de la théorie de l’évolution (Bredekamp 2008, p. 59). Mais en 1858, il doit mettre fin à ses tentatives pour ne pas perdre la paternité de ses recherches, suite à la publication des travaux d’Alfred Russell Wallace (1823-1913), en particulier un article de 1855, dans lequel ce dernier introduit le modèle de l’arbre pour se représenter les espèces vivantes et leur évolution. Par crainte de perdre la paternité de la formulation théorique de l’évolution, Darwin reprend le modèle de l’arbre mis en avant par Wallace pour le faire passer pour son invention (Bredekamp 2008, p. 73). C’est donc dans un contexte de conflit intellectuel que Darwin réhabilite cette image de l’évolution dans L’Origine des espèces.

Figure 5 : description de la structure des esquisses de Darwin (1851-1857).

13Bredekamp a remarqué que cette contradiction s’exprime dans L’Origine des espèces, car dès que Darwin décrit son diagramme, il tait la métaphore de l’arbre ; et dès qu’il file cette métaphore, il ne parle plus du diagramme (Bredekamp 2008, p. 95). De plus, c’est un argument relatif à la visualisation de l’héritage fossile qui permet d’étayer la thèse d’une origine corallienne du diagramme, car les restes des espèces fossilisées ne forment pas un terreau à la base d’un arbre, mais un système de branches pétrifié, comme les squelettes calcaires situés à la base des polypes d’un corail. Par conséquent, le branchage géométrique du diagramme ne renvoie pas aux branches d’un arbre, mais aux bras d’un corail (Bredekamp 2008, p. 99). La preuve qu’il ne s’agit pas d’une simple analogie verbale, c’est que l’on peut superposer comme l’a remarqué Bredekamp le spécimen ramassé en 1834 en Argentine par Darwin (puis ramené en Angleterre à la fin de son voyage) au bras droit du diagramme final de 1859, celui issu de l’espèce I, qui s’étend de la ligne III à la ligne X (voir figure 7). Le diagramme de Darwin apparaît alors comme le cryptogramme inconscient d’un souvenir oublié (voir figure 6).

Figure 6 : le diagramme comme cryptogramme, figuration de la thèse de Bredekamp à propos du diagramme de Darwin.

14L’Origine des espèces, qui ne représente qu’une partie d’un ensemble plus vaste comprenant un manuscrit rédigé entre 1856 et 1858 sur « La sélection naturelle », est cependant un livre volumineux (Bredekamp 2008, p. 74). Sans le diagramme, le lecteur ne pourrait pas se faire une représentation globale du processus de la sélection naturelle. Du diagramme originel de l’évolution en quatre parties (Bredekamp 2008, p. 80), conservé aux archives de l’université de Cambridge, il ne reste dans la version publiée qu’un seul schéma, qu’il faut voir comme le symbole de l’oeuvre de Darwin et de la Nature saisie comme un tout (Bredekamp 2008, p. 91).

2. Le diagramme de L’Origine des espèces (1859) : un exemple de machine graphique

15Le diagramme de Darwin est une modélisation graphique de sa théorie de l’évolution qui permet de produire des parcours cognitifs producteurs d’intelligibilité, à travers sa lecture et sa manipulation. Introduit et commenté au chapitre 4, puis réinterprété aux chapitres 10 et 13, Darwin y consacre une vingtaine de pages dans L’Origine des espèces. Pourquoi a-t-il choisi d’appeler cette représentation graphique un « diagramme » ? Que représente-t-elle ? Il s’agit à présent pour nous d’expliciter en quoi ce diagramme est une « représentation théorique » (Vorms 2009) qui fonctionne comme une « machine graphique » (Ferri 2021), dans la mesure où dès lors qu’on le manipule, il exprime les hypothèses et présente les mécanismes relatifs à une théorie scientifique précise, la théorie darwinienne de l’évolution.

Figure 7 : version finale du diagramme de Darwin (1859).

16Nelson Goodman, à travers l’analyse de différents systèmes symboliques (Goodman 1968), a cherché d’une part à généraliser la notion de langage afin de l’étendre aux représentations non linguistiques, d’autre part à classer ces représentations en différents types. Dans le chapitre 7 de sa thèse de doctorat, Marion Vorms a proposé une typologie des représentations théoriques, en distinguant dans un premier temps les représentations linguistiques des représentations spatiales (Vorms 2009). En sein des représentations spatiales, elle a proposé une typologie inspirée des travaux de Goodman, qu’on trouve en particulier dans Langages de l’art, et qu’elle catégorise suivant la tripartition suivante (Vorms 2009, p. 369) : les « représentations picturales » (comme les images ou les photographies), les « représentations schématiques » (comme les schémas des manuels scolaires ou des encyclopédies) et les « représentations diagrammatiques » (comme les systèmes de notations chorégraphiques).

17Nous nous concentrons sur l’étude d’un cas particulier, le diagramme de Darwin, dont nous souhaitons montrer qu’il s’agit d’une « machine sémiotique », et plus exactement d’un exemple de « machine graphique » (Ferri 2021).

18Le diagramme de Darwin illustre le mécanisme de la sélection naturelle car il met en évidence quatre principes (variation, descendance, divergence et extinction) qui convergent vers le même phénomène : celui de la descendance avec modification. Ce diagramme ne sort pas de nulle part, car comme nous venons de le voir à travers la restitution des analyses de Bredekamp – qui lui-même s’appuie sur le travail de Julia Voss (Voss 2010) – il est le résultat d’un processus de conception qui s’est étendu sur plus de vingt ans. En outre, il présuppose un corps d’hypothèses qui ont été énoncées par Jean Gayon (Gayon 2009, p. 325). Ces hypothèses, au nombre de huit, sont les suivantes : les espèces se modifient (hypothèse 1) ; cette modification est graduelle (hypothèse 2) ; beaucoup d’espèces disparaissent (hypothèse 3) ; celles qui ne disparaissent pas se divisent en plusieurs variétés (hypothèse 4) ; ces variétés divergent indéfiniment et graduellement (hypothèse 5) ; la classification des espèces est subordonnée à leur généalogie car le diagramme s’applique à tous les niveaux taxinomiques (hypothèse 6) ; ces catégories taxinomiques sont toutes arbitraires (hypothèse 7), car la géométrie du diagramme présente un caractère fractal (Priest 2018, p. 170) dont les itérations sont commandées par les quatre principes qui organisent la descendance avec modification ; le processus de différenciation biologique des êtres vivants peut dès lors être réduit au processus de différenciation des espèces en variétés (hypothèse 8) car les taxons d’ordre supérieur « ne jouent pas de rôle particulier, ce ne sont que des résultats » (Gayon 2009, p. 325).

Figure 8 : annotation personnelle du diagramme de 1859.

19Un diagramme est une machine graphique, car il fonctionne ou « co-fonctionne » avec l’interprétant qui le manipule. Cette machine graphique est sémiotique, car elle est intégralement composée de signes (Ferri 2021, p. 44). Les composantes sémiotiques d’un diagramme en constituent ainsi les pièces, qu’on peut d’ailleurs classer en six catégories différentes : les axes, les blocs, les descripteurs, les lignes, les symboles et les zones (Ferri 2021, p. 164). Le diagramme de Darwin regroupe et combine trois de ces catégories de composantes diagrammatiques, car il est composé d’axes, de symboles et de lignes.

20Il est d’abord organisé suivant deux axes. Le premier, horizontal, représente la distribution géographique abstraite des espèces vivantes ; le second, vertical, indique le cours du temps durant lequel coexistent ou se succèdent ces différentes espèces. Pour cette raison, le diagramme se lit spontanément de bas en haut, même si nous voyons plus loin qu’il peut se lire différemment, suivant les lignes sélectionnées pour l’interpréter. L’axe horizontal présente une première ligne, située à la base du diagramme, sous laquelle sont positionnées onze lettres majuscules (A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L). Comme le diagramme n’a pas vocation à décrire des taxons précis, nous dirons que ces lettres peuvent se référer à onze variétés d’un même genre de plantes, comme des primevères. Sur l’axe vertical, quatorze chiffres romains (I, II, III, …, XIV) indiquent une succession de générations qui évoluent au cours du temps et permettent de les ordonner suivant autant de lignes horizontales. Ce sont depuis ces lignes que se déploie le « branchage taxinomique » (Hoquet 2009, p. 127) à partir de nœuds de modification (voir figure 8). Enfin, une série de vingt lettres minuscules avec des exposants permet d’exprimer les transformations évolutives des variétés fondamentales situées à la base du diagramme (A, B, C, D, E, F, G, H, I, K, L) en une multitude de variétés plus ou moins éloignées entre elles au cours des générations (a, m, z, s, t, i, k, u, f, l, w, q, p, b, o, e, n, r, y, v). Le diagramme comprend donc en plus de ses deux axes trois types de symboles : des lettres majuscules et minuscules de l’alphabet latin et des chiffres romains. Enfin, il comprend un ensemble de lignes verticales et obliques qui découlent des trajectoires évolutives suivies par les variétés modélisées. Dès lors, pourquoi peut-on dire du diagramme de Darwin que son agencement sémiotique est bien celui d’une machine dont le fonctionnement permet de matérialiser graphiquement les conséquences de la théorie qu’il synthétise dans une représentation synoptique finie ?

21Trois arguments visuels permettent d’étayer la thèse du caractère machinique du diagramme, dès lors qu’il est manipulé par le lecteur qui connaît les hypothèses de la théorie de l’évolution énoncées précédemment. Premièrement, si les lignes des quatre variétés fondamentales A, B, C et D sont prolongées, on constate qu’elles se recoupent en dehors du diagramme en un point qui permet de formuler l’hypothèse d’une population d’origine, en l’occurrence le point 2 de la figure 8. C’est un premier argument visuel sur la cohérence graphique du diagramme en tant qu’expression sémiotique de la théorie de l’évolution relative au corps des hypothèses énumérées précédemment. Deuxièmement, si on prolonge deux lignées de populations telles que C ou D, on remarque qu’elles sont conduites à rencontrer d’autres lignées de populations, en l’occurrence les variétés m³ et m⁵, comme le montre le point 3 de la figure 8, qui matérialise graphiquement la compétition entre les espèces grâce à un deuxième argument visuel. Cela découle du fait que la population A exprime une plus forte variabilité que la population D. Les éventails de variation du diagramme qui en dessinent la forme globale fournissent ainsi un troisième argument visuel en accord avec les hypothèses darwiniennes, puisqu’ils démontrent que plus la variabilité d’une population est grande et plus ses caractéristiques sont divergentes, plus une population augmentera ses chances de survivre, de proliférer et de se diversifier, comme en témoignent les branchages des variétés fondamentales A et I, même si après quatorze phases temporelles, une espèce comme A n’existe plus et s’est transformée en huit nouvelles variétés plus ou moins éloignées les unes des autres (a¹⁴, q¹⁴, p¹⁴, b¹⁴, f¹⁴, o¹⁴, e¹⁴, m¹⁴).

Conclusion

22Nous pensons qu’il est pertinent d’avoir proposé cette brève analyse techno-graphique du diagramme de Darwin pour deux raisons. D’une part parce qu’il s’agit d’un diagramme très célèbre dans l’histoire des sciences dont on peut renouveler l’interprétation en tant qu’exemple de machine graphique, à l’aune des développements récents de la sémiotique contemporaine, puisqu’il combine trois types de composantes (axes, lignes, symboles) dont la manipulation permet de matérialiser graphiquement des hypothèses (comme le prolongement de plusieurs lignées vers un point de convergence qui permet de faire l’hypothèse d’une population d’origine) et des conséquences empiriques (conflits interspécifiques, disparition de certaines espèces, etc.) d’une seule et même théorie scientifique (la théorie darwinienne de l’évolution des espèces de 1859). D’autre part parce que ce diagramme est un exemple tout à fait instructif où l’on voit s’articuler un processus de morphogenèse à la représentation diagrammatique d’une théorie scientifique complexe : la théorie de l’évolution. Ce diagramme permet en effet de visualiser le processus de morphogenèse des espèces vivantes d’un point de vue macro-évolutif, c’est-à-dire à l’échelle de la Nature saisie comme un tout, et il facilite la compréhension de la théorie darwinienne de l’évolution dans l’espace d’une feuille de papier. Il représente donc le symbole de la thèse selon laquelle il y a une communauté de forme intelligible entre un processus de morphogenèse dans la nature et sa représentation diagrammatique qui en permet l’intuition grâce à un procédé de compactage, mais aussi la compréhension, grâce à un effort de codification sémiotique dans un espace graphique de présentation et d’expression.