Calculer / Penser  

2. Penser, est-ce calculer ?

Vers une vision computationnelle de l'esprit...

Lorsque les sciences de l'informatique s'invitent dans ce débat, les philosophes se demandent dans quelle mesure il est possible de réduire la pensée à un calcul mécanisable : c'est la thèse « computationnelle ». Elle constitue un sujet majeur de la philosophie de l'esprit , domaine présenté en détail sur wikipedia dans la version anglaise .

Cette thèse de philosophes comme David Chamlers, exprimée dans ses Fondement computationnels de l'étude de la cognition , est double.

• D'une part, ils défendent le fait que la thèse computationnelle est suffisante : une structure calculatoire suffit pour posséder un esprit avec des propriétés mentales. On pourrait donc créer un mental avec un calcul suffisamment sophistiqué.
• D'autre part, ils avancent le fait que la thèse computationnelle est explicative : les propriétés calculatoires offrent un formalisme général pour expliquer les processus mentaux et les comportements de l'intelligence animale voire humaine. On pourrait donc utiliser un calcul pour modéliser les processus mentaux, et pas seulement pour les imiter ou les simuler.

Cette thèse se fonde sur une première notion, celle d'implémentation : un système physique concret implémente un calcul abstrait donné quand il est possible de mettre en correspondance bi-univoque les états physiques internes du système concret avec les valeurs des paramètres du calcul, et les transitions d'un état à un autre du système concret avec les opérations du calcul abstrait. Le point clé est donc d'observer les mêmes relations de cause à effet. Cela correspond à une spécification abstraite d'une organisation causale incarnée dans un système concret. Tous les comportements d'un tel système sont alors entièrement définis par ces états et ces transitions.

...Et une façon de définir les processus mentaux

© François Cointe

David Chamlers propose alors une définition : c'est en vertu du fait qu'un système implémente un calcul qu'il est qualifié de cognitif, c'est-à-dire doté de processus mentaux. Il propose que pour une certaine classe de calculs (correspondant à ce que nous considérons être des processus mentaux), le fait qu'elle soit implémentée par un système permette de considérer ce système comme cognitif. Il formalise ici la notion de système cognitif, biologique ou non. Mais il ne précise pas de quels calculs il s'agit.

La deuxième notion qu'il utilise est celle d'invariance organisationnelle, qui correspond au fait que si nous remplaçons certaines parties d'un système (mes dents par un dentier, une partie de mes neurones par un système électronique qui a le même fonctionnement) nous ne changeons pas l'implémentation définie précédemment, donc le système reste le même. Il propose alors l'expérience de pensée suivante : celle de remplacer petit à petit chaque partie de mon corps et de mon cerveau par des prothèses électroniques ou biologiques diverses en respectant scrupuleusement l'implémentation de chacun des états et transitions. Je serais alors toujours moi-même... mais néanmoins devenu un complet... robot. On voit ici que les propriétés mentales correspondent à ce qui reste invariant aux changements d'implémentation : c'est ce que Chamlers appelle l'invariance organisationnelle.

Sont exclues de cette thèse les notions de sémantique (l'étude de la signification des choses) et de représentation (qu'un sujet conscient peut avoir de la réalité). Plus précisément, le calcul prend du sens au moment où il est implémenté. Tant qu'il n'est que calcul, il reste purement syntaxique : c'est un simple enchaînement de transitions. Cette thèse parle bien du calcul numérique ou symbolique, indépendamment du fait qu'il soit programmé (donc implémenté) sur un ordinateur ou tout autre dispositif.

Notre pensée est-elle l'implémentation d'un calcul ?

Pour défendre cette thèse, ces philosophes (comme en France Gilles Dowek ), font remarquer que toutes les lois connues de la physique et de la chimie, de la matière organique ou non sont, jusqu'à preuve du contraire, toujours calculables : elles implémentent des calculs effectifs. De plus, cette thèse observe qu'en pratique le nombre d'états des systèmes matériels est fini : les tailles des objets sont bornées, leur nombre de composants (molécules, atomes, etc.) aussi. Ils ne peuvent donc prendre qu'un nombre fini d'état différentiables. En outre, en un temps fini, ils ne peuvent implémenter qu'un nombre fini de transitions. Ce ne sont donc que calculs effectifs finis. Ceci s'applique en particulier aux processus neuro-physiologiques et par combinaison à toutes les opérations de notre cerveau. De ce point de vue, notre cerveau est donc l'implémentation d'un calcul fini et ses états mentaux aussi.

Cette affirmation se heurte évidemment à la conviction de ceux qui croient que l'esprit est immatériel ou sans limite. Par ailleurs, elle semble à beaucoup contre-intuitive. Au niveau philosophique, c'est John Searle, dont nous exposons les arguments dans un autre document , qui soulève les plus importantes objections contre cette théorie computationnelle de l'esprit .

Le constat final est que le problème n'est pas tranché, comme le discute Jean-Paul Delahaye dans son livre Information, complexité et hasard, Hermès, 1999. 

© François Cointe

Et notre cerveau, qu'en pense-t-il ?

Alors, entre cette thèse computationnelle et ses anti-thèses, comment les scientifiques des neurosciences, qui étudient les mécanismes de notre cerveau, peuvent-ils avancer sans buter sur les contradictions entre ces deux écoles de pensée ?

Ils avancent de manière pragmatique et prudente. De manière pragmatique, ils essayent de ne présupposer que le minimum de ces thèses encore non confirmées. Par exemple, uniquement que les processus computationnels simulent les processus mentaux (ils sont uniquement « biologiquement plausibles »). Ou que le cerveau est un modèle (une implémentation approximative et cohérente en l'état de nos connaissances) de réseaux de neurones . De manière prudente, ils étudient principalement l'intelligence « animale » c'est-à-dire les processus mentaux qui peuvent être représentés utilement et sans équivoque de manière computationnelle.

Le neurophysiologue Alain Berthoz dit par exemple : « Notre « corps mental » est probablement constitué de tous les modèles internes qui constituent les éléments du schéma corporel et permettent au cerveau de simuler et d'émuler la réalité, pour interagir avec elle » (La Décision, Éditions Odile Jacob, 2003). Il suppose donc que notre cerveau a des états internes qui « imitent » ceux auxquels nous sommes confrontés dans la réalité, pour « tester » comment se comporter, avant de le tenter pour de vrai. C'est un point de vue qui fournit un cadre à l'étude du cerveau et de ses comportements. Il correspond à ce qui est observé aujourd'hui au niveau scientifique. Il est computationnel au sens où il s'intéresse aux aspects calculatoires des processus mentaux. Mais il ne prétend nullement capturer ici tout ce qui concerne l'esprit.

Vers une science biologique de la pensée

Le fait que la meilleure compréhension du fonctionnement du cerveau pourrait aider à mieux comprendre notre esprit est défendue par les spécialistes des neurosciences comme Stanislas Dehaene (Vers une science de la vie mentale, Fayard, 2007), qui cherchent à comprendre les liens entre le cerveau et la pensée. Ils observent par exemple qu'un sujet peut réaliser un geste ou être ému sans que la conscience, la faculté mentale et subjective de percevoir sa propre existence ou ses états émotionnels, n'entre en jeu. Notre inconscient ne serait pas une personnalité enfouie comme le présupposait Freud, mais de simples processus biologiques.

Selon Rodolfo Llinás , notre conscience elle-même a des bases neuronales qui commencent à être élucidées. Il observe que les assemblées de neurones qui correspondent à un contenu conscient sont celles qui oscillent en phase entre elles pour lier ensemble les différentes caractéristiques d’un objet et en phase avec le balayage oscillatoire « gamma » à 40Hz du cerveau. Elles sont associées à des ondes cérébrales irrégulières de faible amplitude (12-70Hz), à l'activité d'un groupe de neurones spécifique du cortex et du thalamus (complexe thalamo-cortical) modulé par des structures sous corticales. L'état de conscience correspond à une activité corticale non-locale (qui dépend du contenu conscientisé) mais bien définie. La réalité biologique confirme que cela reste un phénomène unitaire et séquentiel.

Découvrir que dans une large part cette pensée que nous pensons « supérieure » se réduit à quelques processus biologiques, eux-mêmes assimilables à une forme de calcul, a peut-être, in fine, une vertu philosophique : celle de nous donner une leçon d'humilité.