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21 Février
2002
Jean-Paul
Baquiast et Christophe Jacquemin (English)
A propos du
Lambda-calcul
Dans
un dossier se voulant explosif (peut-être l'une des plus importantes
découvertes de tous les temps), la revue Science et Vie n°
1013 de février 2002 présente au grand public ce qui
pourrait être, selon les auteurs, une révolution conceptuelle
de première grandeur.
Il s'agit d'une hypothèse (ou d'une théorie) proposée
par le logicien et mathématicien français Jean-Louis
Krivine, selon laquelle les couches fonctionnelles logiques de base
du cerveau, juste au dessus de l'architecture physique des neurones,
parleraient un langage proche ou analogue au lambda-calcul. Ce dernier
est un langage logique inventé en 1932, donc avant l'apparition
des ordinateurs, par le mathématicien Alonzo Church. Il permet
trois opérations grammaticales élémentaires,
dont les programmeurs ont découvert ultérieurement qu'elles
étaient à la base de toutes les opérations commandées
à un ordinateur : préciser l'adresse des instructions,
préciser l'adresse des données et exécuter.
L'apport de Jean-Louis Krivine est d'avoir montré que ces
mêmes opérations se retrouveraient à la base
de tous les raisonnements et structures mathématiques. Celles-ci
seraient des superpositions de couches de plus en plus complexes,
au fur et à mesure que le mathématicien s'élève
dans l'abstraction, pouvant toujours être ramenées
aux règles de programmation du lambda-calcul. Dans ce cadre,
le mathématicien a par exemple montré que la démonstration
du théorème d'incomplétude de Gödel* pouvait
être ramenée à un simple programme d'ordinateur
exprimé en lambda-calcul. Un programme qui "ressemblerait
au programme réparateur de fichiers" mis en uvre par
un système d'exploitation d'un ordinateur en cas d'arrêt
inopiné du système. Ce programme lui-même, selon
une hypothèse de Krivine, pourrait être semblable à
ce qui se passe dans le cerveau quand, durant le sommeil, tous les
programmes de veille sont éteints pour permettre la restauration
des contenus cognitifs en vue d'affronter les aléas de la
journée suivante, opérations de maintenance dont les
rêves pourraient être de vagues échos.
La présentation des recherches de Jean-Louis Krivine montre
amplement que le travail réalisé par ce dernier fut
important, pour en arriver à la conclusion apparemment simple
-bien que révolutionnaire- que tous les langages humains,
langues diverses comme constructions cognitives, incluant les mathématiques,
peuvent avoir été construits par le cerveau en utilisant
les instructions du lambda-calcul. Dans cette perspective, les mathématiciens
et scientifiques les plus fameux ne seraient donc, si l'on peut
dire sans attenter à leur majesté, que des ordinateurs
de type PC explorant le monde.
Dans une hypothèse darwinienne évolutionniste qui
paraît indispensable à la cohérence de cette
vision grandiose, ce serait dès les premières apparitions
des cellules nerveuses et névraxes, chez les espèces
pluri-cellulaires d'origine, que se seraient bâtis les supports
logiques du lambda-calcul. Il s'agissait d'un outil de survie leur
permettant de s'adapter aussi vite que possible aux contraintes
de l'environnement. L'adéquation plus ou moins marquée
entre les mathématiques et le monde, qui a toujours surpris
les philosophes, ne serait à cet égard pas plus étonnante
que l'adéquation par exemple des cellules de la rétine
à la longueur d'onde des émissions lumineuses. Dans
tous les organes caractérisant les êtres vivants tels
qu'ils se présentent aujourd'hui, y compris le cerveau, on
pourrait ainsi retrouver une co-évolution entre l'organisme
et le milieu qui n'a pas cessé de s'exercer.
Cette co-évolution se poursuivrait en effet dans l'avenir,
grâce au développement de mathématiques associées
à l'informatique, pour produire des systèmes informatiques
de plus en plus autonomes : que ce soit dans le domaine de la vie
artificielle (avec progressivement une remontée vers les
nano-technologies) comme dans ceux de l'intelligence artificielle.
Mais on pourrait penser aussi que la mise en évidence des
processus élémentaires de fonctionnement des cerveaux
permettra de mieux comprendre les langages et les échanges
de symbole se produisant dans les espèces animales, des plus
petites aux plus complexes. On pourra très bien admettre
finalement que tous les animaux sont capables d'opérations
algébriques ou géométriques faites en lambda-calcul,
même si ces opérations ne peuvent s'exprimer pour nous
par des formules mathématiques. Comme quoi les animaux pourraient
se révéler aussi bien le siège de faits de
conscience non encore perceptibles par nous, comme de calculs mathématiques
encore incompréhensibles - tant du moins que tout ceci ne
sera pas compilé dans les termes communs du lambda-calcul.
Pour en théoricien de la conscience artificielle comme Alain
Cardon, cependant, une telle approche trouve ses limites dans le
fait même qu'elle se ramène à de l'informatique,
pour qui tout est calculable au niveau discret. Le lambda-calcul
nous ramène à la machine de Turing. La pensée
est quelque chose de différent. Pour la comprendre, il faut
faire appel à d'autres approches, comme celle du continu
de René Thom.
On pourrait conclure cette brève discussion en reprenant
la conclusion proposée par Jean Petitot, directeur du Centre
de Recherche en Epistomélogie Appliquée de l'Ecole
Polytechnique, interrogé par Science et Vie : un vaste programme
de recherche interdisciplinaire s'impose d'urgence pour comprendre
vraiment comment le cerveau pense consciemment, tant chez l'homme
que chez l'animal. Tout laisse supposer que nous sommes à
la veille de voir "émerger" des conceptions révolutionnaires
autour du concept du sujet se saisissant de l'idée qu'il
est un sujet - problème que nos amis méméticiens
retrouvent quand ils s'interrogent sur ce qui se passe quand un
mème prend conscience qu'il est un mème - ce qui nous
arrive quotidiennement quand nous nous interrogeons sur la composante
mémétique de notre pensée.
*Démontré en 1931, ce théorème
affirme qu'il existera toujours des vérités que les
mathématiques ne pourront démontrer.
Pour en
savoir plus
Jean-Louis Krivine, coordonnées et travaux: http://www.logique.jussieu.fr/www.krivine/ Groupe de travail Logique, animé par J.L. Krivine.
Thèmes des exposés http://www.logique.jussieu.fr/www.mellies/gdt.html Machines,
Interprètes, essai par Jean Goubault-Larrecq. Présentation
de la machine à réduction par nom, due à J.L.
Krivine : http://www.lsv.ens-cachan.fr/~goubault/machinesidx.html
On lira aussi dans le dossier de Science et Vie les développements
consacrés à l'utilisation du lambda-calcul pour le
debugging des programmes, qui constitue actuellement le talon d'Achille
de toute programmation un peu lourde. L'INRIA serait en pointe dans
ce domaine aussi.
Sur la communication animale, on lira un Dossier très
documenté de Pour la Science, Janvier/avril 2002, comportant
notamment deux articles du grand éthologue français
Pierre Jouventin, auteur des "Confessions d'un primate" chez Belin.
L'Association française d'intelligence artificielle (AFIA)
envisage d'ouvrir un forum consacré au lambda-calcul sur
son portail en cours de développement
Jean Petitot. Page personnelle: http://www.crea.polytechnique.fr/JeanPetitot/home.html