Reseaux Neuronaux 2

Les disciplines et les regroupements

Les principales disciplines actuellement impliquées dans l’entreprise sont au nombre de cinq. Il s’agit de la psychologie, de la linguistique, de la philosophie, de l’intelligence artificielle et des neurosciences.

Il règne cependant une certaine confusion dans l’emploi de l’expression «sciences cognitives». Au sens le plus étroit (et sans doute le plus courant aujourd’hui), elles regroupent seulement les programmes de recherche qui, en psychologie, en linguistique, en philosophie (à laquelle on rattache la logique) et éventuellement dans certaines sciences sociales, tentent de caractériser les aptitudes cognitives humaines (et éventuellement animales) au niveau dit fonctionnel, c’est-à-dire indépendamment de leur réalisation matérielle dans le système nerveux. En un sens intermédiaire, on leur rattache précisément les neurosciences, au lieu de les opposer dans un rapport de complémentarité. L’objet des neurosciences étant de caractériser le système nerveux en tant que système physico-chimique, celui des sciences cognitives entendues en sorte de les inclure admet une caractérisation simple: la cognition dans sa réalisation biologique, ou encore l’«esprit/cerveau» (en anglais, le mind/brain ). Ce n’est qu’en leur acception la plus large que les sciences cognitives comprennent également l’intelligence artificielle, rassemblant ainsi la totalité des approches scientifiques de la cognition, dans ses réalisations tant biologiques qu’artificielles. Il arrive enfin que l’on regroupe les sciences cognitives au sens étroit et l’intelligence artificielle: ce qui est visé est alors une caractérisation fonctionnelle de la cognition dans toutes ses manifestations; on dira encore, en introduisant, par anticipation, un premier élément de doctrine, que l’objectif est ici de constituer une science des systèmes de traitement de l’information capables d’intelligence.

D’autres disciplines ou spécialités viennent enrichir et compliquer cette figure pentagonale. En premier lieu, il faut mentionner l’anthropologie, qui dès les conférences Macy est étroitement associée au projet d’une science du mental et qui fait partie, dans l’esprit des témoins de l’époque, du groupe fondateur. Pour des raisons complexes, s’il existe bien une branche «cognitive» de l’anthropologie, et même si plusieurs contributions centrales en sciences cognitives sont dues à des anthropologues, la discipline ne participe pas pleinement aujourd’hui au mouvement scientifique et institutionnel qui nous concerne. Il est cependant probable qu’elle finira par trouver la place importante qui lui était assignée à l’origine.

D’autres sciences humaines ont également vocation à se rapprocher de la nouvelle famille, sans nécessairement s’y fondre ni y jouer un rôle déterminant. Dès à présent, la sociologie et surtout la psychologie sociale tournent leurs regards vers les sciences cognitives; la seconde a même un rôle tout trouvé dans l’évolution à venir, qui est de ménager une articulation solide entre la sociologie et généralement les sciences du social d’une part, et de l’autre les sciences cognitives qui sont actuellement pour l’essentiel des sciences de l’individuel. Pour l’instant, c’est l’économie qui s’efforce de prendre en compte, dans le cadre d’une théorie de la rationalité, certains travaux récents sur la cognition, principalement en rapport avec les représentations et anticipations des agents, d’une part, et avec leurs processus de décision, de l’autre.

Il faut ensuite mentionner des spécialités charnières: la neuropsychologie, qui étudie les correspondances entre déficits cognitifs (caractérisés au niveau psychologique) et lésions ou dysfonctionnements cérébraux (lesquels relèvent bien sûr des neurosciences); la psycholinguistique, qui décrit les bases psychologiques des facultés langagières; la psychophysique, dont la tâche principale est de décrire les capteurs sensoriels humains et animaux en tant que systèmes physiques; la robotique, qui s’efforce d’intégrer les travaux d’intelligence artificielle, voire de neurophysiologie, à la mécanique et aux théories mathématiques du contrôle.

Quant aux mathématiques, elles interviennent soit directement (géométrie, théorie des systèmes dynamiques, probabilités et statistiques), soit par la médiation de la physique d’un côté, de la logique et de l’informatique de l’autre, pour fournir des outils d’analyse, de description ou de simulation .

On constate enfin, par-delà les regroupements que justifient des objectifs partagés ou certains domaines d’étude communs, des affinités fondées sur des voisinages méthodologiques, sur des goûts scientifiques, sur des styles de travail et d’argumentation. Linguistes, psychologues, philosophes, logiciens forment alors un premier pôle, une première «culture»; un deuxième groupe comprend les spécialistes des neurosciences, les physiciens et les mathématiciens; un troisième, les informaticiens et les spécialistes d’intelligence artificielle et de modèles informatisables, connexionnistes ou autres. Dans la première culture, ce sont les processus cognitifs «supérieurs», dont l’inférence est l’archétype ou l’armature, et leurs résultats cristallisés en savoir , produit humain par excellence, qui sont privilégiés; dans la deuxième, ce sont les processus «inférieurs», en particulier perceptifs et moteurs , marques d’un savoir-faire partagé dans une mesure variable avec les animaux (ce qui explique la présence dans ce deuxième groupe de certains psychologues, ceux qui étudient précisément la perception dite bas niveau, d’éthologues et de certains connexionnistes); dans la troisième, ce qui compte sont les perspectives de simulation, d’application (et bien des spécialistes provenant des domaines rattachés en majorité aux deux premiers pôles s’identifient à titre individuel au troisième). D’un premier côté, donc, les sciences humaines; d’un deuxième, les sciences de la nature; d’un troisième, les sciences de l’ingénieur. Mais ces différences de tempérament ne dessinent qu’en pointillé des frontières mouvantes, floues, et probablement provisoires.

Principales aires de recherche

Pour tenter de situer et de classer les recherches se réclamant des sciences cognitives, il est commode, en première analyse, d’introduire trois dimensions taxonomiques. (Nous reprenons ici la méthodologie appliquée à une enquête récente sur l’état des sciences cognitives en Europe: cf. M. Imbert et al. dir., Cognitive Science in Europe , Springer Verlag, 1987.)

La première est celle des aptitudes ou compétences cognitives étudiées. Historiquement, l’effort s’est en effet principalement réparti entre quatre grandes aires: le langage, le raisonnement, la perception (surtout la vision) et l’action (planification et motricité). Naturellement, ces termes prennent ici une acception particulière, et recouvrent notamment des phénomènes plus divers que ceux qu’ils évoquent ordinairement. Dans la rubrique «raisonnement», par exemple, se range l’inférence inductive et l’apprentissage, et en outre toutes les variétés «automatiques», non délibérées ni conscientes, d’acquisition de connaissances ou croyances nouvelles à partir d’un corpus initial.

D’autre part, l’un des présupposés fondamentaux du domaine demeure, malgré certaines mises en cause récentes, la possibilité d’aborder la cognition à différents niveaux, analysables jusqu’à un certain point indépendamment les uns des autres. D’où la deuxième dimension, selon laquelle trois ou parfois quatre niveaux se laissent distinguer. Le premier est celui de la réalisation matérielle des mécanismes, c’est-à-dire, du côté biologique, celui où se placent les neurosciences, et, du côté artificiel, celui des bases électroniques et mécaniques des processus décrits, au niveau supérieur, dans le vocabulaire de l’informatique. Le deuxième niveau est celui de la caractérisation fonctionnelle des processus, dans le vocabulaire de la psychologie ou de l’informatique. Au troisième niveau, ces processus sont décrits en tant qu’algorithmes, suites réglées d’opérations élémentaires. Au quatrième, enfin (qui n’est que rarement, dans la pratique, distingué clairement du précédent), ce sont les propriétés formelles des modèles invoqués qui sont étudiées, y compris leurs éventuelles limitations.

Selon la troisième et dernière dimension se disjoignent les études portant sur l’«état final» des systèmes étudiés, c’est-à-dire, dans le cas de l’homme, sur les capacités de l’esprit adulte, passée la période d’apprentissage, de celles qui concernent précisément l’acquisition de ces capacités, ou encore le passage d’un «état initial» à l’état final. L’état initial est ici conçu (ce qui ne va pas sans certains choix théoriques qui ne sont pas à l’abri de toute contestation, mais qu’il est impossible de discuter ici) comme la dotation de l’enfant ayant achevé, pour l’essentiel, sa maturation nerveuse, mais n’ayant pas encore entrepris, au contact de l’environnement, d’acquérir les aptitudes cognitives qui sont celles de tout adulte normal. Il existe, au moins théoriquement, un équivalent de cette perspective dans le cas de la machine, et l’apprentissage constitue d’ailleurs désormais une spécialité au sein de l’intelligence artificielle (machine learning ). Cependant, ni l’état initial ni l’état final ne peuvent, comme dans le cas de l’homme, être caractérisés intrinsèquement, ce qui limite la portée des résultats encore très fragiles sur l’apprentissage automatique.

En combinant les trois dimensions, on obtient un «prisme» à trente-deux cases dans lesquelles on peut ranger une bonne partie des recherches sur la cognition humaine . Certains travaux échappent cependant à cette classification (notamment les recherches, pourtant centrales en psychologie, sur la mémoire ou l’attention), certains thèmes, et non des moindres (la communication, la représentation par exemple), traversent les cloisons, et rien ne garantit que l’évolution du domaine n’obligera pas à modifier le prisme, voire à y renoncer. On peut dès à présent se demander comment y situer certains travaux s’inscrivant dans la perspective connexionniste. Mais il est aujourd’hui bien utile, et donne une image assez fidèle des relations de voisinage entre les différents groupes de chercheurs, entre les différentes écoles de pensée.

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