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Heterarquia (do grego ετερος heteros = do outro e αρχειν archein = prevalência, como prevalência dos outros), sistema onde não há um controle centralizado vertical, mas predomina uma ordem consensual. É diferente da homoarquia, ausência de centralização e coerção, e da hierarquia, ordem centralizada e verticalizada.
Heterarquia é um sistema de organização, onde os elementos da organização não são classificados (não hierárquicos) ou onde eles possuem o potencial de serem classificados de várias maneiras. As definições do termo variam entre as disciplinas: ciências sociais e ciências da informação, as heterarquias são redes com vários elementos, em que cada elemento compartilha a mesma posição "horizontal" de poder e autoridade, cada uma desempenhando um papel teoricamente igual. Mas, na taxonomia biológica, as características necessárias da heterarquia envolvem, por exemplo, uma partilha de espécies, com uma espécie de uma família diferente, mais um antepassado comum que não compartilha com os membros de sua própria família. Isto é teoricamente possível sob os princípios da "transferência horizontal de genes".
A concepção de heterarquia pode ser paralela a uma hierarquia, subordinada a uma hierarquia ou pode conter hierarquias; os dois tipos de estrutura não são mutuamente exclusivos. De fato, cada nível em um sistema hierárquico é composto de um grupo potencialmente heterárquico que contém seus elementos constituintes.
O conceito de heterarquia foi empregado pela primeira vez em um contexto moderno por Warren McCulloch em 1945, em um estuo sobre redes neurais. Como Carole L. Crumley resumiu, "examinou a(s) estrutura(s) cognitiva(s) alternativa(s), a organização coletiva da qual ele chamou de heterarquia. Ele demonstrou que o cérebro humano, embora razoavelmente ordenado, não estava organizado hierarquicamente. Esse entendimento revolucionou o estudo neural do cérebro e solucionou grandes problemas nos campos da inteligência artificial e do design informático".