Reseaux Neuronaux 6

Recherches et applications

On se heurte ici à une difficulté inhérente à son sujet, et liée à la fois au caractère interdisciplinaire des sciences cognitives, à l’étendue de leur objet et à leur position institutionnelle incertaine.

Quelles limites assigner en effet à ces sciences? Faut-il considérer que toute discipline constituée dont l’objet coïncide en partie avec celui qu’elles se donnent est ipso facto elle-même une science cognitive? Ou bien ne faut-il en retenir qu’une partie, selon des critères extensionnels (nature des phénomènes étudiés), intensionnels (hypothèses initiales, méthodologie, niveau de description...), historiques (appartenance à une tradition, à une école)? Ou bien encore convient-il de rejeter toute référence aux divisions traditionnelles, et considérer les recherches actuelles comme les prémices d’une science nouvelle, la science cognitive?

Ces questions, auxquelles il n’y a évidemment pas de réponse tranchée, puisqu’elles impliquent des choix scientifiques et stratégiques qui relèvent de décisions et de pratiques tant individuelles qu’institutionnelles, prennent ici une acuité particulière. Si les sciences cognitives avaient pris en France le développement qu’elles commencent à connaître ailleurs, notamment dans les pays de langue anglaise, il suffirait de renvoyer ici aux disciplines comme la LINGUISTIQUE, la PSYCHOLOGIE, etc. Il reviendrait au spécialiste, dans chaque cas, de présenter les principales recherches et d’indiquer celles qui relèvent, dans telle ou telle mesure, de l’approche caractéristique des sciences cognitives. Comme il n’en est pas ainsi actuellement, et qu’il est impossible dans le cadre du présent memoire de passer en revue toutes les disciplines, fût-ce en s’en tenant aux principales, et dans chacune à l’essentiel, nous nous contenterons de montrer, sur quelques exemples, de quelle façon différentes disciplines interviennent et interagissent pour éclairer un même phénomène.

Quelques exemples

Langage et communication

L’un des principaux et des premiers acquis des sciences cognitives est d’avoir distingué et articulé différents niveaux de représentation au sein du langage, chaque niveau nécessitant une analyse particulière, et leur articulation effective, dans la production et la compréhension du langage (parlé ou écrit), une théorie supplémentaire. Ajoutons que l’homme qui a le plus contribué à cette clarification de l’objet de la linguistique, Noam Chomsky, est également celui dont les conceptions ont le plus marqué le cognitivisme depuis ses origines, vers le début des années 1950. Quelles que soient les critiques dont ses théories font l’objet dans certains milieux, Chomsky demeure le principal penseur du domaine, comme le reconnaissent d’ailleurs la plupart de ses adversaires au sein des sciences cognitives.

Un second acquis, plus négatif en apparence, a été la constatation qu’à chaque niveau la tâche qu’accomplit le système humain est d’une complexité stupéfiante, et que l’explication comme la simulation se heurtent à des difficultés redoutables.

Notre premier exemple concerne la perception et la production du discours, du flux de la parole. (Notons en passant qu’ici se chevauchent le thème du langage et ceux de la perception et de l’action.) Acousticiens, phonéticiens, phonologistes sont solidaires face à une série de défis. Il leur faut expliquer trois phénomènes apparemment mystérieux:

– la perception catégoriale, qui permet à l’auditeur de classer dans des catégories discrètes des stimulus dont les différences varient continûment;

– la constance perceptive, qui permet à l’auditeur de comprendre le même mot en dépit de variations énormes d’une énonciation à l’autre (c’est cette variabilité qui s’oppose à la réalisation d’un système satisfaisant de reconnaissance de la parole);

– l’invariance de la cible, en vertu de laquelle la même parole est produite par un locuteur, alors que d’une énonciation à l’autre les déplacements matériels de ses organes varient plus fortement encore que les sons produits.

La perception de la parole est un domaine dans lequel d’autres disciplines progressent également. La psycholinguistique développementale découvre les capacités considérables que les nourrissons déploient dès les premières semaines, et parfois dès les premiers jours de la vie, dans la perception des phonèmes, la discrimination des paroles de la mère, celle de la langue maternelle, etc. La capacité de distinguer tous les phonèmes des langues naturelles semble présente à un stade très précoce, tandis que l’exposition exclusive à la langue maternelle conduirait à l’élimination ultérieure de certaines distinctions: les jeunes Japonais (monolingues) perdent la capacité de distinguer le /l/ du /r/.

Les neurosciences, quant à elles, s’intéressent à l’organisation des structures cérébrales responsables de la perception, de la production et de la compréhension de la parole. Elles sont notamment guidées par l’étude des déficits du langage, qui présentent d’extraordinaires différenciations. Ce qui semblait de prime abord constituer une capacité homogène résulte en fait de la coopération de nombreuses structures fonctionnelles spécialisées et largement indépendantes. Les neurosciences rejoignent ainsi, par leurs propres voies, les conclusions des linguistes, des psychologues et des philosophes du langage.

Passons sur les niveaux syntaxique et sémantique, malgré leur caractère absolument central dans l’étude du langage, et choisissons notre deuxième exemple dans le domaine de la pragmatique. La question est ici celle de la compréhension d’un message dont l’analyse phonologique, syntaxique et sémantique est accomplie, fournissant ce qu’on pourrait appeler, avec beaucoup de prudence, un sens «brut» ou littéral de la phrase ou des phrases énoncées. Que la question se pose constitue déjà (comme, à l’autre extrémité de la chaîne, pour la phonologie) un résultat non trivial. On savait depuis un certain temps que l’output de l’analyse sémantique (à supposer, ce qui est sans conséquence ici, que cette analyse prenne place après l’analyse phonologique et syntaxique et avant l’analyse pragmatique) doit dans certains cas être enrichi pour fournir une proposition complète, susceptible d’être vraie ou fausse: «Je suis content» n’est pleinement saisi par un auditeur ou un lecteur qu’après qu’il a appris que le locuteur est X – c’est là le phénomène de l’indexicalité . Mais ce n’est que progressivement que l’on a pris la pleine mesure de l’étendue du phénomène, puis de son appartenance à une famille beaucoup plus vaste d’effets d’enrichissement du sens brut. Le passage de ce sens à la proposition complète exprimée par le locuteur, puis à son intention communicative et enfin à la saisie, par l’auditeur, de cette dernière est désormais considéré comme une étape fondamentale, à laquelle participent tant les capacités linguistiques des locuteurs-auditeurs que leurs capacités cognitives générales. L’interprétation des dialogues les plus simples, tels que:

«Pouvez-vous me passer le sel?

– Excusez-moi, mon mari suit un régime.»
Ou bien

«Crois-tu que les pizzas sont bonnes ici?

– Il paraît que le cuisinier est napolitain.»
Ou encore:

«Maman, tu me donnes 10 F pour acheter un compas?

– Ne me dis pas que vous n’avez toujours pas commencé l’algèbre!»
fait appel à des connaissances et à des inférences qui ne sont aucunement transmises par l’énonciation des phrases, mais néanmoins mises à contribution lors de leur compréhension. Relèvent du même ordre de phénomènes, et sont peut-être justiciables d’explications semblables, l’ambiguïté, la métaphore, l’ironie et de manière générale tous les effets argumentatifs et rhétoriques. Les recherches sur ces problèmes, dont certains sont étudiés depuis les Grecs, sont très actives. Y interviennent les linguistes, les philosophes, les logiciens, les spécialistes d’intelligence artificielle, et les modèles proposés sont suffisamment développés pour donner lieu à d’énergiques controverses.

Logique et raisonnement

Pendant longtemps, la logique a été considérée comme fournissant les règles du raisonnement idéal: n’est-elle pas la science de l’inférence valide, c’est-à-dire de l’opération permettant de passer à coup sûr de prémisses vraies, ou supposées telles, à une conclusion vraie? Si tel de nos raisonnements ne se conforme pas aux canons de la logique, la raison doit en être recherchée, pensait-on, dans l’imperfection de nos capacités individuelles, dans l’irrationalité foncière de certaines aires de notre activité mentale (celles qui concernent les émotions, par exemple), ou encore dans l’application de règles spéciales, cachées, valables seulement dans certains domaines (d’où la possibilité d’une «logique des émotions», d’une «logique du pouvoir», d’une «logique de la folie», etc.).

Très tôt, cependant, il est apparu que dans un domaine dont sont bannis, en principe, tant l’irrationalité que les insuffisances individuelles et les principes occultes, à savoir la science, les raisonnements ne procèdent qu’occasionnellement par déduction logique, qu’ils semblent souvent relever de l’induction . Le problème de l’induction, qui occupe la philosophie depuis Bacon et Hume, est au centre de la philosophie des sciences du XXe siècle: parmi ses principaux représentants, Rudolph Carnap a cherché à le résoudre en montrant la possibilité d’une logique inductive , tandis que Karl Popper s’efforçait de démontrer l’impossibilité d’une telle logique tout en «sauvant» la connaissance scientifique. De son côté, W. V. O. Quine s’en prenait au caractère analytique, et partant incorrigible, de la logique déductive elle-même, et, revenant sur le geste de Frege et de Husserl, replaçait la logique dans la psychologie, ouvrant la voie à une «naturalisation» de l’épistémologie et préparant ainsi son assimilation aux sciences cognitives.

Tel est le riche contexte philosophique dans lequel ces dernières ont repris la question générale du raisonnement. De leurs très nombreux travaux, dus principalement aux psychologues, aux philosophes, aux logiciens, aux spécialistes d’intelligence artificielle et aux linguistes, nous ne retiendrons ici que quelques aspects.

Les heuristiques . Dans son effort pour faire exécuter à l’ordinateur des raisonnements complexes, qu’il s’agisse de jeu d’échecs, de compréhension de textes, de démonstration automatique de théorèmes ou de systèmes experts, l’intelligence artificielle a tôt fait de constater que, pour éviter l’explosion combinatoire provoquée par l’exploration systématique de tous les cas possibles, il fallait introduire dans les programmes des règles dites heuristiques, qui orientent la recherche dans une direction plus prometteuse, au risque, dans les cas défavorables, de ne pas conduire à la solution désirée. D’où toute une série de questions: Existe-t-il des heuristiques optimales? Comment s’assurer de la cohérence d’un ensemble de règles heuristiques? Les résultats parfois catastrophiques obtenus par les systèmes d’intelligence artificielle loin de leurs conditions optimales d’application sont-ils dus à des heuristiques défectueuses? Certaines de ces règles ont-elles une réalité ou une plausibilité psychologique et, de manière plus générale, l’efficacité relative de l’esprit humain ainsi que certaines de ses défaillances s’expliquent-elles par l’intervention d’heuristiques, conscientes ou préconscientes?

Logique et formalisations du raisonnement . Trois questions expriment différemment ces interrogations:
1. Une formalisation de l’heuristique est-elle possible?
2. Si c’est le cas, faut-il considérer une telle formalisation comme une logique, complétant ou remplaçant la logique classique?
3. Y a-t-il dans le raisonnement humain, saisi au niveau psychologique, un équivalent fonctionnel de cette heuristique formelle, une «logique naturelle»?

Or ces questions sont exactement celles qu’il convient de poser à propos de toute forme de raisonnement s’écartant de la déduction classique. Ainsi généralisée, la question 1 appelle deux sortes de réponse: une réponse de principe, qui est en général positive dans le camp cognitiviste, dubitative dans le camp connexionniste et négative chez certains adversaires résolus de l’intelligence artificielle sous toutes ses formes, et de la philosophie «formaliste», qui la sous-tend; et une réponse par l’action, qui consiste à construire des formalisations de certaines formes de raisonnement: on assiste actuellement à une floraison de tels systèmes, destinés à prendre en compte des dimensions telles que le probable, le flou, la temporalité, les croyances et attributions de croyance, etc.Les systémes basés sur la « fuzzy logic » sont un bel exemple.

À la question 2, certains philosophes répondent que seule la déduction est d’ordre logique, tandis que le raisonnement, notamment inductif, est de nature foncièrement différente. Tenter de l’enfermer dans des logiques toujours plus compliquées, et, selon eux, toujours plus arbitraires, n’apporte aucune clarification véritable.

Quant à la question 3, elle appelle une investigation expérimentale, destinée à déterminer ce que les hommes font effectivement quand ils raisonnent, c’est-à-dire à la fois les résultats qu’ils obtiennent, et les procédures qu’ils appliquent, consciemment ou non. Beaucoup de travaux sont consacrés à cette tâche, l’une des premières que se soit assignée la psychologie cognitive (au point de s’y être, à ses débuts, pratiquement identifiée). Les résultats, malgré les difficultés d’interprétation qu’ils soulèvent, ne manquent pas de surprendre.

Erreurs de raisonnement et illusions cognitives . Les psychologues ont en effet découvert toute une série d’erreurs systématiques dans certains raisonnements élémentaires. Ces erreurs affectent aussi bien la déduction logique que le raisonnement inductif et probabiliste. C’est ainsi que, placés devant une pile d’enveloppes portant d’un côté un timbre à tarif réduit ou bien un timbre à tarif urgent, et de l’autre l’une des deux mentions «urgent» ou «réduit», et priés de vérifier le plus efficacement possible si toutes les enveloppes sont suffisamment affranchies, la plupart des sujets omettent certaines vérifications indispensables et en font d’inutiles. De même, interrogés sur les probabilités comparées pour qu’une femme ayant fait des études poussées pendant les années 1960 se retrouve employée de banque, ou bien employée de banque, syndicaliste et féministe, beaucoup de sujets estimeront la deuxième hypothèse plus probable.

Les expériences de ce genre se sont multipliées, et s’il est toujours possible de contester la validité de l’une ou de l’autre, dans leur ensemble elles semblent bien prouver l’existence d’erreurs systématiques. La question centrale est alors d’interpréter le phénomène. Faut-il le comparer aux illusions perceptives? Manifeste-t-il des procédures, heuristiques ou autres, violant les calculs logique et probabiliste classiques, et dans ce cas doit-on s’en tenir à ces canons, ou au contraire mettre en cause leur normativité? Les sujets procéderaient-ils très différemment de la logique, et au lieu d’enchaîner des assertions, fût-ce fautivement, construiraient-ils des «modèles mentaux», ou chercheraient-ils à déterminer un «prototype» de la situation examinée? Dans les débats, loin d’être conclus, que suscitent ces questions, les frontières entre disciplines disparaissent, et l’on croit parfois être revenu à l’époque où la réflexion philosophique mêlait logique, psychologie et linguistique.

Continue .........

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