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La guerre mondiale du cerveau. Riposte américaine
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Relancer la coopération scientifique entre la France et l'Afrique

16 Août 2001
Jean-Paul Baquiast et Christophe Jacquemin

Evolution naturelle, évolution artificielle

Cet éditorial est un peu long. Il développe en forme d'article, à la demande de certains d'entre vous, le thème de l'intervention présentée par Jean-Paul Baquiast au nom de notre magazine lors de la journée d'étude du Sénat du 27 juin 2001: "Le robot, avenir de l'homme ou homme de l'avenir".

C'est avec les premiers travaux scientifiques, au sens moderne du terme, sur la géologie et sur l'origine des fossiles que l'idée d'une évolution du monde visible s'est installée et fortifiée, au début du 19e siècle. Mais elle s'est longtemps heurtée à de nombreux préjugés, venant tant des religions que des naturalistes. Comme on le sait, le premier véritable coup de tonnerre ayant ébranlé de façon irrévocable les fondements du fixisme fut ce qu'il convient de plus en plus d'appeler la révolution darwinienne. Le darwinisme a posé les bases, et fonde encore, toutes les hypothèses relatives à l'évolution naturelle.

Ceci dit, le darwinisme, nul ne l'ignore, a été violemment combattu, même lorsque les travaux beaucoup plus récents de la biologie moléculaire, à partir du milieu du 20e siècle, ont permis d'en comprendre les principaux mécanismes.

L'idée dangereuse de Darwin

Aujourd'hui, tout au moins en ce qui concerne le schéma de l'évolution dite darwinienne, il n'y a plus ambiguïté, malgré les innombrables discussions quant à l'applicabilité de ce schéma dans telles ou telles conditions du temps et de l'espace. On résume le Darwinisme par le cycle reproduction - accident de reproduction ou mutation -sélection - amplification. Monod lui a donné une expression plus ramassée, et plus philosophique, en parlant du hasard et de la nécessité, ou, pour paraphraser Kupiec et Sonigo (1) : hasard-sélection.

Darwin n'avait pas formulé son idée de cette façon, puisqu'il ignorait l'existence des principales unités réplicatives du monde de la biologie que sont les gènes. Dès le début cependant, il a introduit l'idée que le hasard pouvait être à l'origine de la spéciation (notamment par isolement géographique) et donc qu'il était principalement responsable de l'évolution buissonnante des espèces, évolution dont l'homme n'était probablement qu'un rameau. Il a fortement insisté aussi sur le fait que, chez les êtres vivants, les mutations favorables agissaient par le biais des avantages qu'elles conféraient aux individus pour accéder à des ressources rares et donc se reproduire.

Cette hypothèse a révulsé non seulement ceux qui refusaient le principe de l'évolution, mais aussi ceux pour qui l'évolution est orientée par un dessein, qu'il soit d'inspiration divine, ou simplement qu'il résulte d'un élan vital en marche vers la complexité et la conscience. Aujourd'hui encore, beaucoup de philosophes et même de scientifiques, dans toutes les disciplines progressivement conquises par le darwinisme, s'ingénient, comme l'a bien montré Daniel Dennett (2), à contredire ce qu'ils ressentent comme la plus dangereuse des idées de Darwin, celle que l'évolution se comporte comme une machine universelle à générer de l'invention sur le mode aléatoire.

L'histoire même récente de la biologie et surtout de la génétique pourrait être lue comme l'histoire des objections faite à l'idée dangereuse de Darwin. On explique, avec des arguments que nous ne discuterons pas ici, que l'action des gènes est encore bien mal connue, puisque le décryptage des génomes ne suffit pas à mettre en évidence tous les sites actifs non plus que le rôle fonctionnel de ceux-ci. On en tire des arguments contre la sociobiologie, caricaturée en "tout-génétique", qui cherche à expliquer les comportements profonds par des déterminants inscrits dans le génome (3). On met en garde contre les erreurs d'une ingénierie génétique mal informée des conséquences de ses interventions… En fait, les esprits censés savent raison garder. Un concept comme l'épigénétique, crée par les sociobiologistes de l'école de E.O.Wilson (4), veut par exemple montrer qu'il faut, pour comprendre un comportement donné, rechercher comment les déterminants culturels modifient et complètent les déterminants génétiques - ce qui est d'ailleurs très difficile à traduire en modèles mathématiques.

Quant aux généticiens eux-mêmes, ils n'ont en général pas renoncé aux principes darwiniens. Au contraire, ils en étendent le champ d'application, avec semble-t-il des succès croissants. On prendra l'exemple du récent ouvrage de Kupiec et Sonigo (1), qui a montré, avec quel succès, comment la compétition darwinienne, non plus entre gènes, mais entre constituants des cellules et cellules elles-mêmes, peut servir à expliquer ce qui reste encore très difficilement modélisable, l'élaboration progressive de l'organisme adulte à partir de l'œuf fécondé, au cours de l'embryogenèse. Ces deux chercheurs ont créé le concept d'onto-phylogenèse pour mettre en valeur tous les facteurs, autres que génétiques, entrant en jeu dans la compétition darwinienne généralisée dont résultent l'individu et son insertion dans le groupe social.

La propagation du darwinisme hors du champ de la génétique

Kupiec et Sonigo sont caractéristiques de la tendance actuelle, qui consiste à revenir si l'on peut dire aux sources du darwinisme, en refusant les restrictions des néo-darwinistes qui ne s'intéressent qu'aux gènes et à leur supposé "égoïsme" (5). L'extraordinaire explosion du darwinisme dans les sciences d'aujourd'hui tient au fait que le principe "hasard-sélection" trouve preneur dans toutes les disciplines, entraînant partout des ruptures épistémologiques dont les conséquences se feront progressivement sentir.

En amont de l'apparition de la vie sur les planètes telluriques ou dans d'autres sites supposés favorables, tels les nuages de poussière cosmique, certains physiciens ont par exemple suggéré l'hypothèse que le cosmos lui-même aurait évolué selon la logique darwinienne (tout au moins dans ceux de ces états utilisant les coordonnées d'espace et de temps). Ce débat nous dépasse, comme on le devine. Il y est certain que les modèles actuels d'univers font appel à l'évolution, à la probabilité statistique d'apparition de tel ou tel état, et à l'irréversibilité apparente des solutions une fois celles-ci acquises. Mais il reste difficile de considérer, par exemple, que les galaxies ou les systèmes stellaires soient des unités réplicatives renouvelées par leurs accidents de reproduction. C'est quand même au domaine de la vie, mais de la vie entendue au sens le plus large, qu'il est préférable de réserver le concept d'évolution naturelle sur le mode darwinien.

Les conquêtes du darwinisme ne se comptent plus, notamment chez les scientifiques anglo-saxons. En France, nous trouvons par exemple les hypothèses relatives aux origines du langage, faites par Jean-Louis Dessalles. L'apparition subite du langage, et les modifications anatomiques et comportementales profondes entraînées chez les hominiens résulteraient d'un événement survenu par hasard et conservé par nécessité, celle d'assurer de nouvelles cohésions aux groupes chassés de la vie arboricole, se regroupant derrière le "langage afficheur" du leader, dont les associés testeraient l'aptitude au leadership par une contestation langagière permanente (6).

Le fonctionnement du cerveau des animaux dits supérieurs, et l'émergence des faits de conscience, sont considérés aujourd'hui comme relevant également d'un schéma darwinien. La "conscience expliquée" comme l'entendent Dennett (7), Damasio (8) et Edelman (9), résulterait d'une compétition entre groupes de neurones et entre objets mentaux pour exprimer, à tous moments, une réaction coordonnée aux innombrables entrées sensorielles ou souvenirs réactivés.

En aval de la biologie, entendue au sens large, le darwinisme a fait, grâce d'ailleurs à un généticien, Richard Dawkins, une percée de plus en plus féconde dans le monde de la culture, animale et humaine. Nous faisons allusion à la mémétique, ou monde des mèmes, curieusement méprisé par le monde académique français (10). On appelle désormais mèmes des unités mixtes biologiques et informationnelles, s'échangeant entre les membres d'un groupe social, et déterminant une partie des comportements de ces derniers. Les mèmes comportent des composants biologiques (les représentations auxquelles ils correspondent dans les cerveaux) et des contenus sémantiques ou informationnels, circulant par le biais des réseaux de communication entre individus. Une étude même rapide montre que les mèmes ressemblent beaucoup aux gènes, notamment par leur capacité "égoïsme" à se répliquer et à muter… tout en en différant radicalement.

On ne peut sans se fourvoyer appliquer à l'évolution mémétique les règles de l'évolution génétique. Leur typologie est infiniment plus diversifiée, les modalités de leur reproduction et de leur variation sont bien plus complexes, ainsi que la façon dont ils entrent ou non en compatibilité avec les représentations dont sont dotés les cerveaux des individus. Par contre, il est possible de retrouver dans le monde des mèmes les grandes règles de l'évolution naturelle sur le mode darwinien.

Dans une acception réductrice, on définira comme mèmes les échanges de gestes stéréotypés ou d'idées toutes faites. D'une façon plus ambitieuse, on y verra tous les contenus culturels organisés circulant et s'enrichissant d'un individu à l'autre, y compris par exemple les théories scientifiques. Les modèles mathématiques et informatiques s'efforçant de traduire aussi exactement que possible les entités et phénomènes de la nature peuvent ainsi être considérés comme des mèmes, s'enrichissant et buissonnant sans cesse sur le mode hasard-sélection.

Apparition et puissance potentielle de l'évolution artificielle

C'est par le biais des mèmes scientifiques qu'apparaîtra sans doute, aux yeux des historiens du futur, le pont qui s'établit actuellement entre évolution naturelle et évolution artificielle. Qu'est-il en train de se passer ?

Prenons l'exemple d'une loi scientifique représentant un phénomène du réel, par exemple les modifications du taux de reproduction d'une population de souris en fonction de changements dans son alimentation. Cette loi prend la forme d'un modèle comportant une série d'équations. Tout modèle est approximatif. Pour améliorer sa pertinence, deux démarches sont possibles, augmenter le nombre des observations et modifier le modèle en conséquence, ou bien modifier le modèle a priori et tester dans la réalité l'intérêt des nouvelles hypothèses. Dans les deux cas, il faut faire œuvre d'imagination, afin de sortir du cadre imposé à la pensée par le modèle existant, et "voir", soit de nouveaux faits, soit de nouvelles équations.

On conçoit que la méthode consistant à travailler sur le modèle avant toute nouvelle observation puisse, dans de nombreux cas, être plus économique et plus éclairante que celle consistant à faire de nouvelles observations sur la base de l'ancien modèle. Si par ailleurs, des méthodes informatiques simples permettent d'obtenir de nouvelles générations de modèles dont la probabilité de pertinence sera plus grande que celle de leur "ancêtre", les nouvelles observations faites à la suite de ces nouvelles hypothèses seront elles-mêmes plus pertinentes.

C'est précisément ce que permettent les nouveaux outils dits de l'intelligence artificielle évolutionnaire : algorithmes évolutionnaires, entités évolutionnaires (comme les système multi-agents) évoluant eux-mêmes sur des supports informatiques évolutionnaires, réseaux neuronaux, composants électroniques reconfigurables, etc. Si l'on ajoute à cela le phénomène toujours accéléré d'augmentation de puissance et de miniaturisation des puces et des réseaux, on voit que d'énormes ressources, toujours plus proches de celles mises en œuvre par la nature dans les processus de la biochimie et de la physique, sont désormais au service des chercheurs. Une évolution artificielle est en train de relayer l'évolution naturelle - l'adjectif "artificielle" signifiant ici dans un premier temps que cette évolution fait plus ou moins massivement appel aux moyens de l'informatique et de l'électronique, ainsi qu'aux mathématiques de la complexité.

Encore faudra-t-il que les chercheurs acceptent d'y jouer le jeu de l'évolution darwinienne. Tant en effet que l'élaboration des hypothèses destinées à affiner les modèles scientifiques se fait en utilisant l'informatique traditionnelle, ou même l'intelligence artificielle de première génération, il n'y a pas lieu de parler d'évolution artificielle.

L'intelligence artificielle de première génération (GOFAI ou "Good Old Fashionned Artificiel Intelligence) part, comme la modélisation informatique classique, du principe qu'il faut d'abord réaliser le cahier des charges complet de ce que l'on veut obtenir, puis mettre en œuvre le plus exactement possible ce cahier des charges en déployant les ressources informationnelles ou physiques adéquates. Une telle démarche est viable quand on connaît bien tous les éléments d'un problème : par exemple la construction d'un pont (encore que même en ce cas des surprises peuvent survenir lors de la construction proprement dite). Mais face à un phénomène du réel dont on ignore tout, il est difficile de demander au concepteur de dresser le cahier des charges précis du modèle de ce phénomène. Au mieux, le concepteur essaiera de trouver une solution ressemblant grosso modo au phénomène (convergence).

Prenons l'exemple du vol aérien. Jusqu'à l'apparition des algorithmes évolutionnaires, il était pratiquement impossible de réaliser des robots volants comme les oiseaux ou les insectes. Le travail d'ingénierie inverse supposant de déconstruire ce qu'a fait la nature dans une aile animale, et de le reconstruire avec les technologies du moment, était hors de portée, portée pratique - mais aussi sans doute théorique - des ingénieurs. Ceux-ci, à proprement parler, ne voyaient pas ce qu'ils auraient du voir (11). A supposer qu'ils en aient eu des aperçus, ils auraient été obligés d'investir des milliers d'heures de calcul et d'expériences avant d'obtenir un oiseau artificiel. Il était plus économique de réaliser un Blériot 9 ou même un Airbus.

L'intelligence artificielle de nouvelle génération ou évolutionnaire part du principe que, pour inventer un monde nouveau, il est plus rapide de faire travailler les équations mises en compétition darwinienne sur un réseau informatique, que laisser travailler, soit l'imagination des chercheurs, soit à plus forte raison les mécanismes, lents, lourds et orientés de l'évolution naturelle. Ainsi, dans le cas de notre exemple, faire confiance à l'intelligence artificielle des robots évolutionnaires (aidés quand même de l'intelligence humaine !) a permis d'obtenir en quelques mois ce que, des Anciens grecs jusqu'aux bureaux d'étude de Airbus industries en passant par Léonard de Vinci, on n'avait pu obtenir : un animal artificiel, volant d'un vol battu comme dans la nature.

L'évolution artificielle, nouvelle chance pour l'humanité

Face à la "contamination" de l'intelligence artificielle évolutionnaire, toutes les sciences, techniques et modes de pensée seront obligées de se reconvertir. Il serait limitatif de réduire le phénomène à l'invasion de notre vie quotidienne par des robots parlant ou pensant. La nécessité de reconversion touchera d'abord les disciplines traitant des phénomènes complexes naturels, dont il sera possible d'ouvrir les formalisations mathématiques et algorithmiques au profit d'une génération accrue d'hypothèses. Pensons à la génétique, à la neurologie, à la physiologie, mais aussi à toutes les sciences traitant de vastes populations d'entités, qu'elles soient naturelles ou humaines - y compris les sciences économiques et politiques. Mais ce sera à toutes les extrémités de l'arbre des connaissances que le phénomène de subversion se fera sentir, des sciences de l'ingénieur jusqu'à la philosophie et à la création artistique. Le projet-roi sera évidemment celui qui commence à intéresser de plus en plus de gens, la réalisation d'une conscience artificielle située (12).

Essayons pour terminer d'esquisser les deux caractéristiques de l'évolution artificielle telle qu'elle paraît en train de s'affirmer au cœur de l'évolution naturelle.

L'évolution artificielle sera darwinienne ou ne sera pas. En d'autres termes, elle appliquera à la lettre l'idée dangereuse de Darwin selon laquelle muter doit se faire au hasard et non dans le cadre d'espaces d'états délimités à l'avance. Si, sous prétexte de respecter des idées ou croyances établies, on restreint les possibilités d'apparition ou de survie de mutants, quels qu'ils soient, on se privera de la possibilité de voir apparaître les "monstres prometteurs" grâce auxquels la vie sur terre en général, l'espèce humaine en particulier, pourront améliorer leurs chances de survie dans un environnement qui ne nous avertira pas nécessairement des transformations qu'il subira. Le concept de "mutant artificiel" représentera peut-être bientôt la principale source d'invention systémique à laquelle nous devrons nous référer.

D'un autre côté, pour rassurer les humanistes, nous pouvons considérer que l'évolution artificielle sera symbiotique. Elle se conjuguera très vraisemblablement à l'évolution naturelle, dont elle ne sera finalement que le nouveau visage. Les perspectives de guerre des mondes entre humains et robots hyper-intelligents, telles que Hugo de Garis et divers auteurs de SF la décrivent, paraissent tout à fait invraisemblables. L'expérience, dès aujourd'hui, nous montre que les concepteurs et utilisateurs des cerveaux artificiels les utilisent en premier lieu pour améliorer leurs capacités à la compréhension intelligente et consciente du monde. Mieux explorer la part inconsciente des sociétés humaines, communiquer avec les animaux, repenser les grands modèles scientifiques, visiter l'espace profond représenteront des objectifs auxquels les super-intelligences de demain s'associeront tout naturellement, au sein de systèmes cybiontes qui seront un nouvel avatar de l'évolution de la vie sur terre.

Si cette perspective se réalisait, la dichotomie évolution naturelle - évolution artificielle n'aurait plus lieu d'être. Il faudrait parler de nouveaux champs évolutifs, tournés sans doute vers ce qui est encore un rêve, une civilisation galactique, telle que l'esquisse Michio Kaku au terme de Visions (13)

Références :
1) J.J. Kupiec, P. Sonigo, Ni Dieu ni gène, Seuil, 2001
2) Daniel C.Dennett, Darwin est-il dangereux ?, Editions Odile Jacob, 1995-2000
3) Henri Atlan, La fin du tout-génétique, INRA, 1999
4) E.O.Wilson, Consilience, Little, Brown and Cie, 1998, Abacus, 1999
5) Richard Dawkins, Le gène égoïste, Armand Colin, 1990
6) Jean-Louis Dessalles, Aux origines du langage, Hermès, 2000
7) Daniel C. Dennett, La conscience expliquée, Editions Odile Jacob, 1991-1993
8) Antonio Damasio, Le sentiment même de soi, Editions Odile Jacob, 1999
9) Gerald Edelman, Comment la matière devient conscience, Odile Jacob, 2000
10) Susan Blackmore, The meme machine, Oxford UP, 1999
11) Steven Pinker, Comment fonctionne l'esprit, Odile Jacob, 1999
12) Alain Cardon, Conscience artificielle et systèmes adaptatifs, Eyrolles, 1999
13) Michio Kaku, Visions - Comment la science va révolutionner le XXIe siècle, Albin Michel, 1999.

Pour en savoir plus sur le colloque  "Le robot, avenir de l'homme ou homme de l'avenir"
- Programme du colloque
- Compte rendu-express de la journée

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