TOUT EST DIT

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mercredi 2 février 2011

Comment simuler le monde ?

Comment prévoir un monde complexe ? "En simulant la complexité elle-même !", répondent les spécialistes.

Il est courant aujourd’hui de penser que dans le domaine des systèmes complexes, la prévision est un exercice impossible. Triste constat de défaite, car la plupart des problèmes qui se posent aujourd’hui (économie, écologie, mentalités) entrent dans cette catégorie. Aussi est-il intéressant de constater que certains chercheurs (qui, loin d’ignorer les lois de la complexité, travaillent dans ce domaine) n’ont pas baissé les bras et tentent de trouver les moyens de prédire ces systèmes, voire d’agir sur eux.

Ainsi, nous explique la BBC, certains cherchent aujourd’hui à créer un “simulateur de monde” (baptisé le Life Earth Simulator, ou LES) combinant l’ensemble des données transports, économie, émigration, environnement, santé, etc. Le LES n’est d’ailleurs qu’une partie du gigantesque projet européen mené par l’Institut de technologie de Zurich, FuturICT qui se définit comme un “accélérateur de connaissance”, équivalent social d’un “accélérateur de particules” comme le LHC en physique. Ce centre devrait voir le jour d’ici 2022, à condition de recevoir les fonds de 1 milliard d’euros nécessaires à une telle entreprise.

A son origine, le docteur Dirck Helbing, spécialiste des systèmes complexes, s’était déjà fait remarquer en 2008 lorsqu’avec ses collègues James Breiding et Markus Christen, il avait publié un papier mettant en lumière des instabilités dangereuses dans le système financier mondial, qui n’auraient pas du s’y trouver d’après les analyses (trop simples selon eux) des économistes. C’était juste avant la crise.

Un tel travail implique naturellement des ressources herculéennes. Tout d’abord, il faut des superordinateurs, admet Helbing. Aspect inquiétant, note-t-il, l’Europe est singulièrement en retard dans le domaine des supercalculateurs.

En revanche la plupart des données sont déjà accessibles. La Technology Review a d’ailleurs publié récemment la liste des 70 bases de données “qui comptent” dans le domaine de la simulation sociale. Notons parmi les sites mentionnés, la présence de deux systèmes d’intelligence artificielle, chacun cherchant à leur manière à donner aux machines une forme de compréhension du langage naturel et un peu de “sens commun” : Freebase et WolframAlpha. Cela n’est pas étonnant, car, nous rappelle la BBC, accumuler les données n’est pas suffisant. Encore faut-il leur donner un sens, trouver comment organiser toutes ces informations. Les technologies du “web sémantique” devraient donc, selon Helbing, jouer un rôle important dans ce domaine.

Une approche pluraliste

Naturellement diverses questions se posent quant à la viabilité d’un tel projet. Est-il réellement possible de prévoir les comportements sociaux comme celui des particules élémentaires ? Quel serait exactement le rôle de ce LES ?

Dick Helbing est bien entendu tout à fait conscient de ses difficultés. La réflexion sur la viabilité des modèles en sciences sociales et même centrale dans ses préoccupations. “Ma propre impression”, explique-t-il dans un de ses textes sur le sujet, “est que la tentative de développer des modèles mathématiques des systèmes sociaux est moins désespérée que ne le pensent la plupart des sociologues, mais plus difficile que ne le croient les chercheurs en sciences naturelles.”.

Mais pour cela, il va falloir abandonner certaines habitudes de pensée, comme la croyance en un modèle explicatif “juste” et “unique” explique Helbing . En réalité il existe de nombreux modèles en sciences sociales, certains basés sur des théories différentes (par exemple, une même analyse des transports routiers pourra être effectuée suivant un système multi-agents, ou selon une série d’équations inspirées de la mécanique des fluides), d’autres sur des niveaux d’approche variée (par exemple, on peut élaborer une modélisation du trafic en partant de la voiture individuelle, ou du flux global des véhicules), et tous possèdent leur valeur dans un cadre limité. D’où la nécessité d’utiliser simultanément plusieurs modèles pour réfléchir sur un seul et unique phénomène.

En fait, même dans les domaines “naturels” de l’ingénierie, cette approche est déjà utilisée, “même les avions modernes sont contrôlés par plusieurs programmes d’ordinateur tournant en parallèle. Lorsqu’ils sont en désaccord les uns avec les autres, une décision est prise à la majorité. Cela peut sembler un peu effrayant, mais de façon surprenante cette approche a bien fonctionné jusqu’ici. Du reste, lorsqu’on simule des “crash tests” pour de nouvelles voitures, les simulations en question se basent sur différents modèles, chacun basé sur des méthodes d’approximation spécifiques”.

Prédiction, recommandation ou contrôle ?

Une autre objection souvent posée à de tels systèmes d’information serait que leur existence même change la situation qu’ils sont censés prédire. Si par exemple, se basant sur une simulation, on dit aux automobilistes d’éviter tel carrefour et de prendre plutôt telle route, ils se précipiteront tous sur celle-ci, provoquant ainsi un nouvel embouteillage, mais ailleurs…

Pour Helbing et son coauteur Stefano Balietti, “un tel problème pourrait être résolu par “un système d’information donnant des instructions spécifiques aux utilisateurs… autrement dit, on pourrait dire à certains usagers de quitter la route, à d’autres d’y rester.”

Ce qui ne va pas, reconnaissent les auteurs, sans poser certains problèmes éthiques. Il faudrait s’arranger pour qu’un tel système ne désavantage pas systématiquement certains utilisateurs en leur faisant suivre constamment la solution la moins optimale, ou n’en avantage pas d’autres simplement parce qu’ils ont accès à un meilleur système ou qu’ils payent plus.

A ce stade, les choses deviennent assez compliquées : “si, par exemple, le système recommande à un conducteur de choisir un trajet plus lent un jour donné, celui-ci aura toujours le “droit” de prendre la route la plus rapide, mais devra dans ce cas s’acquitter d’une certaine somme qui pourrait être gagnée par quelqu’un qui accepterait d’échanger son “ticket”pour une route rapide avec un “ticket” pour un chemin plus long (afin que le système reste optimal)” ! Au final, expliquent-ils, un conducteur “normal” ne paierait rien, ou pourrait aisément regagner ce qu’il a perdu en négociant ses “tickets” les jours où ça l’arrange… Seuls les conducteurs désirant systématiquement prendre la voie rapide se retrouveraient financièrement perdants…

Dans leur texte, les auteurs affirment qu’il faut abandonner l’idée du contrôle des systèmes complexes, pour se diriger vers une “gestion de la complexité”. Mais le système présenté ici ne tend-il pas, à son tour, vers une forme de “contrôle” ?

Certainement. En attendant de trancher cette question, voici donc comment, selon les auteurs, les décisions politiques seront prises demain. Tout d’abord, on fera tourner une multitude de simulations pour explorer les scénarios possibles et leurs effets. Ensuite, on effectuera une série d’expériences, les unes sur le web, d’autres dans des réalités virtuelles ou des serious games, ou encore dans un laboratoire. Ensuite, on initiera certaines “études pilotes” sur des régions locales du “monde réel”.

L’approche envisagée n’est donc pas seulement pluraliste par son usage de plusieurs modèles théoriques, mais aussi par la combinaison d’approches pratiques différentes : labo, mondes virtuels et monde réel. Peut être est-ce là le grand apport d’un projet comme le LES : la mise en place de la méthode expérimentale en sciences sociales, par la simulation, informatique ou autre, de “tous les mondes possibles”.





samedi 4 décembre 2010

L'intelligence collective à petite échelle

Qu'entend-on généralement par “intelligence collective” ? Pour le monde du web, la messe est dite : c'est le produit émergent de l'interaction entre plusieurs milliers, voire millions d'individus, certains ne partageant avec les autres qu'une quantité minimale de leur réflexion (c'est la théorie du surplus cognitif chère à Clay Shirky, comme il l'a développe dans son livre éponyme ou chez TED). Et bien entendu, c'est le web lui-même qui est le média de choix de cette intelligence collective.

Cette définition repose sur certains postulats, pas toujours explicites :
  • Plus on est de fous, plus on rit. Autrement dit, l'intelligence collective n'apparait qu'avec un très grand nombre d'interactions entre des multitudes d'agents. Le modèle, c'est la ruche, ou la fourmilière.
  • Cette intelligence est désincarnée : elle s'exprime via une bande passante extrêmement faible, sous la forme de texte, parfois même d'un simple vote, entre personnes qui ne se voient pas, et souvent ne se connaissent même pas.
Pourtant, il existe une autre approche de l'intelligence collective, bien plus ancienne que le net ou le web : la “fusion” entre quelques esprits, le plus souvent seulement deux, pouvant aboutir à une explosion inattendue de créativité.
Ces derniers temps, une multitude de blogs et d'articles ont traité de cette “petite” (par la taille) intelligence collective : une série d'articles dans Slate, s'intéresse de près au couple créatif en art ; la revue du MIT, plus prosaïque, s'est penchée sur le succès de l'intelligence collective “en petits groupes”. Enfin, deux recherches en neurosciences, dont une française, contribuent à nous faire comprendre comment une interaction entre partenaires se manifeste au niveau des structures cérébrales…
LA DYNAMIQUE D'UN COUPLE CRÉATIF
Dans une série d'articles pour Slate sur la créativité en couple, l'écrivain Joshua Wolf Shenk s'essaie à comprendre la multitude de couples “créatifs” qui se sont succédé dans l'histoire des sciences et des arts : Watson et Crick, Engels et Marx, etc. et bien sûr Lennon et McCartney auxquels il consacre la plus grande part de sa série d'articles.
Il montre dans ces papiers à quel point il est difficile de faire la part entre l'apport de l'un ou de l'autre au sein d'une de ces paires, voire de déterminer lequel des deux membres est le plus influent. Ainsi, alors que la légende des Beatles fait souvent de John l'élément avant-gardiste de la paire, Paul étant avant tout l'artisan de mélodies délicates comme Yesterday, on découvre que c'est McCartney qui s'est plongé le premier dans les expériences d'avant-garde, avec les bandes magnétiques notamment, et à recevoir l'influence de musiciens contemporains comme Stockhausen. Et pourtant, c'est bien Lennon qui voudra intégrer le très étrange Revolution number 9 à leur album Blanc.
La nature du leadership au sein de ces couples est également difficile à déterminer. Pour Mick Jagger, le secret de sa collaboration relativement aisée avec Keith Richard tient en quelques mots : il faut qu'il y ait un leader (sous-entendu : lui). Pourtant note Shenk, c'est sous l'impulsion de Keith Richard, et selon ses choix musicaux essentiellement, que fut enregistré Exile on Main Street, considéré par de nombreux critiques comme le chef-d'oeuvre du groupe.
Entre Lennon et McCartney, la situation est encore plus ambiguë. Il semblerait, nous explique Shenk, que Lennon se soit toujours considéré comme le leader du groupe, mais un leader, qui de sa propre volonté, se limiterait pour laisser du pouvoir à son alter ego.
Finalement, peut-être Shenk met-il le doigt sur la nature de leur collaboration en supposant que McCartney représentait avant tout pour Lennon “une perte de contrôle”. Lorsqu'on les interrogea (après leur séparation, et donc leur brouille) sur la nature de leur travail en commun, il est intéressant de noter que les deux membres de la paire avaient du mal à décrire leur processus de travail. Et Shenk de citer un merveilleux contresens de John Lennon, lequel affirma simultanément dans une interview que les deux associés avaient toujours écrit séparément, avant de continuer en parlant de leur écriture commune.
“L'affirmation de John apparait comme un non-sens”, explique Shenk. “Nous écrivions séparément, mais nous écrivions ensemble. Impossible de prendre cela au sens littéral. Sauf si cela exprime assez bien la nature de leur collaboration”.
Mais la confrontation entre deux génies à l'ego démesuré ne constitue que la face visible de l'intelligence en couple. Le plus souvent, explique Shenk, les collaborations se composent d'un acteur public et d'un autre, plus discret : éditeur pour un écrivain, producteur pour un musicien, etc. Le rôle de ce dernier est souvent ignoré. Pourtant si l'on se penchait un peu plus sur l'histoire des grandes oeuvres, le rôle des collaborations apparaitrait bien plus important qu'on ne l'imagine.
Shenk rappelle ainsi que le psychanalyste et théoricien Erik Erikson a reconnu être incapable de distinguer dans son travail sa propre contribution de celle de sa femme Joan. “Il est l'un des plus célèbres sociologues de l'histoire. Elle n'a même pas son entrée dans la Wikipedia”, conclut Shenk.
Parfois, le “partenaire” est même condamné par l'histoire, et voué aux gémonies. Ainsi Malcolm Cowley qui travailla dur à mettre en forme et publier l'oeuvre de Jack Kerouac Sur la route, avant que ce dernier et ses amis ne le dépeignent comme le “traitre” qui avait osé défigurer l'oeuvre en brisant la continuité du “tapuscrit” original (qui, rappelons-le, avait été frénétiquement tapé à la machine sur un unique rouleau de papier, ce qui avait inspiré à Truman Capote la fameuse formule “ce n'est pas de l'écriture, c'est de la frappe”).
L'INTELLIGENCE ÉMOTIONNELLE, CLÉ DU SUCCÈS DES GROUPES ?
Mais l'intelligence de groupe n'est pas réservée aux génies créateurs. Toute équipe doit un jour se demander si la pensée collective qu'elle produit est de qualité supérieure ou inférieure à la somme des individus qui la composent.
Une équipe de chercheurs de diverses universités menée par Thomas Malone du Centre pour l'intelligence collective du MIT a étudié les conditions d'apparition d'une intelligence collective en petit groupe, nous explique la revue du MIT. Ils ont pour cela effectué deux études impliquant 699 sujets, réunissant des petits groupes de deux à cinq personnes et leur demandant de s'attaquer à une batterie de tests, puzzles et autres jeux.
Ils ont effectivement découvert que la réflexion collective pouvait, dans certains cas, se montrer supérieure à celle des individus. Mais cela n'est pas automatique ; les performances des groupes peuvent connaître jusqu'à 30 à 40 % de variations.
Pour réussir une intelligence collective, il faut prendre en compte plusieurs facteurs. Première surprise, la “bonne ambiance” importe peu. La motivation des participants n'est pas non plus fondamentale, ni le niveau intellectuel des individus impliqué. Les trois facteurs qui auraient effectivement joué sont d'abord la “sensibilité sociale” des participants, sensibilité sociale qui a été calculée en soumettant chaque sujet au test de “lecture de l'esprit dans les yeux”. Autrement dit, la facilité qu'à un sujet à déduire l'état émotionnel d'autrui en observant son regard (vous pouvez faire le test ici).
Autre paramètre important : dans les groupes les plus efficaces, les participants tendaient à se partager plus ou moins équitablement le temps de paroles. On n'y trouvait pas une monopolisation de la parole par une minorité des membres. Enfin, troisième facteur, et non le moindre : le succès d'un groupe était corrélé au nombre de femmes y participant.
C'est donc bel et bien l'intelligence émotionnelle de ses membres qui apparait comme l'ingrédient fondamental au succès d'un groupe. Cette recherche nous montre à quel point la nature de la collaboration est avant tout physique, incarnée dans le corps.
L'INTELLIGENCE COLLECTIVE EST FONCTION DU CORPS
Comment cette intelligence collective s'exprime-t-elle au plus bas niveau, celui du cerveau ? Deux récentes recherches nous apportent, sinon une véritable réponse, du moins une succession de faits troublants.
L'une portait sur la conversation entre deux personnes et utilisait la résonance magnétique fonctionnelle. L'autre, menée par une équipe de jeunes chercheurs français, s'est intéressée à la communication non verbale et a recouru à l'électro-encéphalographie (EEG) comme procédure de test. Deux recherches à la fois très proches par le sujet abordé, mais très différentes tant par la procédure expérimentale que par les outils de mesure, donc.
Dans la première recherche, une des participantes de l'équipe a placé sa tête dans un appareil d'IRM tout en racontant devant un magnétophone une histoire remontant à ses années de lycée. Pendant ce temps, la machine enregistrait ses états cérébraux.
On a ensuite soumis 11 volontaires à l'IRM, en leur faisant écouter l'enregistrement de l'histoire. Il s'est avéré que dans un grand nombre de cas, le sujet “allumait” les mêmes zones cérébrales, au même moment, que celles activées par la conteuse lorsqu'elle avait déroulé son récit. Souvent, il existait un délai de deux ou trois secondes, mais dans certains cas la zone s'éveillait chez le volontaire juste avant le moment où elle s'était activée chez la conteuse ; cet effet étonnant serait dû, selon les chercheurs, à l'anticipation du récit par l'auditeur.
Dernier test, on a demandé aux sujets de raconter l'histoire qu'ils avaient entendue. Les passages dont ils se souvenaient le mieux étaient en fait ceux au cours desquels les zones cérébrales avaient été le mieux “synchronisées”.
Le groupe français a utilisé quant à lui des couples de participants qui échangeaient des gestes de la main sans signification particulière, chacun étant libre d'imiter l'autre ou non. Dans le même temps, on examinait leurs ondes cérébrales. Il s'est avéré qu'une synchronisation entre certaines parties des deux cerveaux émergeait lors de cette communication gestuelle, spécialement certaines qui jouent un rôle important dans les relations sociales. Par rapport à l'expérience américaine, l'usage de l'EEG permet non seulement une précision à la milliseconde (l'IRM est beaucoup plus lent) mais autorise surtout l'enregistrement de l'interaction en temps réel, les cerveaux des deux partenaires étant mesurés simultanément, au contraire de expérimentation avec l'IRM, où les sujets se trouvaient isolés et testés chacun à leur tour.
On savait déjà à quel point l'intelligence individuelle était fonction du corps et ne pouvait être séparée de celui-ci. Tout récemment encore, une étude aurait montré que la compréhension des émotions lors de la lecture de certains textes pouvait se trouver ralentie lorsque des injections de Botox avaient été effectuées sur les parties du visage censées exprimer cette émotion (la bouche pour les émotions positives, le front pour les négatives).
L'intelligence collective, de même, devrait beaucoup au corps. Elle ne saurait se réduire à une pure communion platonicienne des esprits…