dimanche 22 décembre 2013

La cybernétique - L'émergence

Alors que le premier mouvement de la cybernétique s'intéressait à l'homéostasie (maintien d'une stabilité interne en dépit des perturbations), le second mouvement s'intéresse à l'émergence, c'est à dire à la capacité de réorganisation spontanée d'un système à un niveau de complexité/variété plus élevé lorsqu'il est soumis à des perturbations.

Comment à partir d'une situation instable de déséquilibre dynamique peut naître un nouvel équilibre conduisant à l'émergence de propriétés nouvelles (décroissance locale d'entropie).
L'émergence permettrait d'expliquer par exemple le caractère apparemment orienté de l'évolution des espèces ainsi que la capacité du cerveau humain à changer l'orbite de son attracteur ou à passer à une dimension fractales plus élevée en fonction des conditions... (voir cet article)

En 1940, le mathématicien John von Neumann s'intéresse aux différences entre l'architecture des ordinateurs et celle du cerveau humain. Il cherche à expliquer la fiabilité de l'humain, sa capacité à continuer à fonctionner malgré les perturbations externes, c'est à dire à retourner à un état fonctionnel (attracteur) en dépit d'événement externes imprévus, alors que les ordinateurs, étant programmés pour réagir d'une façon déterministe, ne le peuvent pas.
Dans un ordinateur, si un hacker découvre une faille quelconque, il est sûr de pouvoir détruire le système, celui-ci étant pré-déterminé. Ce n'est pas le cas pour les organismes biologiques (dans un certaine mesure) ni pour les espèces (la plupart du temps) qui peuvent (parfois, malheureusement pas toujours) s'y adapter.

D'après von Neumann, pour atteindre ce type de fiabilité, il faut que les composants de l'organisme soient redondants, et que ses fonctions soient elles aussi redondantes, délocalisées et complexes. Par complexes, on veut dire qu'elles sont le résultat d'un grand nombre d'éléments interconnectés interagissant les uns sur les autres.
Comme on l'a vu lors d'un post précédent (le problème à trois corps), cette complexité implique nécessairement une certaine dose d'indétermination (mais peut malgré tout être régie par un attracteur étrange)

Ces caractéristiques permettraient d'expliquer que le cerveau humain soit tolérant à de fortes perturbations du milieu extérieur (comme des variations de température ou de pression sanguine) et que l'amputation de certaines parties du cerveau n'empêche pas son fonctionnement (certaines fonctions du cerveau peuvent se relocaliser en cas d'amputation).

En 1960, Heinz von Foerster formule son idée d'"ordre par le bruit" (Order from noise): il explique qu'il faut qu'il y ait un certain niveau de bruit dans un système auto-organisateur, sinon il se fige et devient inadaptable.
Le principe d'ordre à partir de l'ordre (Order from Order), le modèle du cristal apériodique de Shroedinger dans "What is life",  n'est pas suffisant pour expliquer l'adaptabilité des êtres vivants.
Il montre que le bruit est un degré de liberté nécessaire pour qu'un système complexe puisse fonctionner et surtout s'adapter aux perturbations car il allège les contraintes du système.

Une machine déterministe peut-elle gérer la nouveauté? Peut-elle accepter des perturbations et tolérer du bruit? La réponse de la cybernétique est négative: Pour qu'une machine puisse tolérer des aléas, pour qu'elle puisse supporter la nouveauté et s'y adapterune part d'indétermination et de bruit est nécessaire.

On compare souvent l'ADN à un programme informatique (déterministe), mais comme le fait remarquer Shroedinger, c'est un programme qui se modifie lui-même au cours du temps et d'où émerge de la nouveauté... De telles machines ne peuvent donc êtres déterministes.

Serions-nous prêt à accepter des machines dont les réponses seraient non déterministes?
Faudrait-il alors admettre qu'elles ont elles aussi une conscience et un libre arbitre...?

1 commentaire:

  1. A la suite de questions à ce sujet , je vais dévoiler d'où vient la mystérieuse photo associée à cet article.

    Il s'agit d'une image de Roy Batty (interprété par Rutger Hauer) et sa petite amie Pris (interprétée par Daryl Hannah) extraite du film Blade Runner de Ridley Scott.
    Ce film est inspiré d'une nouvelle du Grand maître de la science fiction Philip K. Dick: "Les androïdes rêvent-ils de moutons électriques"
    Le film est un échec à sa sortie commerciale aux Etats-Unis mais devient par la suite une référence du mouvement cyberpunk.

    Le pitch:
    A la suite d'une révolte dans une colonie martienne, la société Tyrell qui fabrique les réplicants a décidé de leur "retrait".
    Les réplicants sont des cyborgs qui ont été conçus par les humains et sont utilisés pour réaliser des travaux pénibles ou militaires ou comme objets de plaisir.
    Ce sont des esclaves des temps futur (pas si lointain, car le film se passe en 2019).
    Six réplicants (des androïdes de la série Nexus 6, on voit d'où google prend son inspiration) détournent un vaisseau spatial et regagnent la terre.
    Les Nexus 6 sont les cyborgs les plus perfectionnés (C'est à dire les plus proches physiquement et mentalement d'un être humain) mais leur créateur a volontairement limité leur durée de vie à quatre ans pour éviter qu'ils ne s'"humanisent".
    Ces réplicants ont conscience de leur existence et de leur durée de vie limitée, c'est ce qui va amener Roy a essayer de la prolonger en recherchant son créateur (Eldon Tyrell).

    Quelques passages mythiques du film:

    Eldon Tyrell : Qu'est-ce qui vous pose un problème ?
    Roy Batty : La mort.
    Eldon Tyrell : La mort ? Mais j'ai bien peur que ce soit en-dehors de ma juridiction.
    Roy Batty : Je veux plus de vie, père.
    [...]
    Eldon Tyrell : Nous vous avons fait aussi bien que nous pouvions.
    Roy Batty : Mais pas pour durer.
    Eldon Tyrell : Chaque fois qu'une lumière brûle deux fois plus, elle brille deux fois moins longtemps. Et vous avez brûlé on ne peut plus brillamment, Roy.

    Roy Batty : J'ai vu tant de choses que vous, humains, ne pourriez pas croire. De grands navires en feu surgissant de l'épaule d'Orion. J'ai vu des rayons fabuleux, des rayons C, briller dans l'ombre de la porte de Tannhäuser. Tous ces moments se perdront dans l'oubli comme les larmes dans la pluie. Il est temps de mourir.

    A samedi pour le prochain article de la série cybernétique.

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