L’or­di­na­teur ne peut pas si­mu­ler le cer­veau

Le Temps - - DÉBATS -

Les mé­dias font état des ava­tars du Hu­man Brain Pro­ject dans le­quel la Suisse et en par­ti­cu­lier l’EPFL sont for­te­ment impliqués. Par­mi d’autres ob­jec­tifs, il s’agit de si­mu­ler sur or­di­na­teur (Blue Brain) un frag­ment du cer­veau bio­lo­gique pour mieux en com­prendre le fonc­tion­ne­ment et en pré­voir les dé­faillances. Pour com­prendre la dif­fi­cul­té de cette tâche et les li­mites des ré­sul­tats à at­tendre, il est im­por­tant de rap­pe­ler les dif­fé­rences entre un cer­veau, ani­mal ou hu­main, et un or­di­na­teur.

Lorsque sont ap­pa­rus les pre­miers or­di­na­teurs dans les an­nées 1940, cer­tains com­men­ta­teurs s’avi­sèrent de les bap­ti­ser «cer­veaux ar­ti­fi­ciels». A l’époque, il sem­blait éton­nant qu’une ma­chine puisse ef­fec­tuer une longue suite de cal­culs avec une grande pré­ci­sion et at­teindre des per­for­mances supérieures à celles du cer­veau hu­main, alors que c’était au fond ba­nal. Un autre en­chan­te­ment sai­sit cer­tains es­prits, lorsque en 1997 l’or­di­na­teur Dee­per Blue bat­tit G. Kas­pa­rov aux échecs par 3,5 points contre 2,5: il avait fal­lu qua­rante ans aux pro­gram­meurs pour at­teindre cette per­for­mance en uti­li­sant un or­di­na­teur IBM pe­sant 700 ki­los contre un cer­veau de 1,5 ki­lo.

Rap­pe­lons briè­ve­ment les ca­rac­té­ris­tiques de l’or­di­na­teur clas­sique, très par­ti­cu­lier, construit se­lon le sché­ma de von Neu­mann, c’est-à-dire: un pro­ces­seur cen­tral, éven­tuel­le­ment dé­mul­ti­plié; un trai­te­ment en sé­rie de l’in­for­ma­tion; un pro­gramme sto­cké en mé­moire; un co­dage bi­naire de l’in­for­ma­tion; une mé­moire dont l’ac­cès dé­pend de l’en­droit où l’in­for­ma­tion est sto­ckée.

Ces or­di­na­teurs nu­mé­riques ex­cellent en quelques do­maines, parce qu’ils font bien ce que le cer­veau hu­main fait mal: la te­nue à jour d’un fi­chier, la cor­rec­tion des fautes d’or­tho­graphe ou la mul­ti­pli­ca­tion de deux nombres de dix chiffres, toutes ces tâches ré­pé­ti­tives conduisent à des er­reurs, lors­qu’elles sont ef­fec­tuées par un cer­veau hu­main, las­sé par un tra­vail pour le­quel il n’est pas fait. Ce­pen­dant, on connaît aus­si une ca­té­go­rie de tâches que le cer­veau hu­main ef­fec­tue mieux que l’or­di­na­teur.

Il s’agit de pro­blèmes ma­thé­ma­tiques, dont l’al­go­rithme de so­lu­tion est connu, mais dont la du­rée d’exé­cu­tion par un or­di­na­teur est trop longue: les pro­blèmes du voya­geur de com­merce, du co­lo­riage de carte, etc. Le pre­mier de ces pro­blèmes consiste pour un voya­geur à vi­si­ter tous ses clients en trou­vant un tra­jet qui soit le moins long pos­sible. Pour ces pro­blèmes, les al­go­rithmes connus ont un temps d’exé­cu­tion sur un or­di­na­teur qui ex­plose ex­po­nen­tiel­le­ment avec la di­men­sion du pro­blème: la du­rée d’exé­cu­tion est par exemple pro­por­tion­nelle à la nième puis­sance de 2 si n est la di­men­sion. La vi­site de cinq villes est or­ga­ni­sable par l’or­di­na­teur, mais ce­lui-ci est dé­pas­sé si on lui pro­pose le même pro­blème pour 30 villes. Le temps pour ré­soudre le se­cond pro­blème est un mil­liard de fois plus long que ce­lui né­ces­saire pour ré­soudre le pre­mier. Néan­moins, le cer­veau hu­main réus­sit en peu de temps à pro­po­ser des so­lu­tions, qui ne sont pas les meilleures, mais qui ont le mé­rite d’être sa­tis­fai­santes.

Con­fron­té à ce pro­blème, l’or­di­na­teur de von Neu­mann échoue parce qu’il vise à trou­ver: la so­lu­tion op­ti­male, en trai­tant en sé­rie, l’une après l’autre, une masse d’in­for­ma­tions peu si­gni­fi­ca­tives. En ré­su­mé, l’or­di­na­teur de von Neu­mann est à la foi l’ou­til idéal pour ré­soudre tous les pro­blèmes so­lubles en un temps fi­ni par un al­go­rithme. Il est in­adap­té pour ré­soudre deux ca­té­go­ries de pro­blèmes: ceux pour les­quels au­cun al­go­rithme n’est connu; ceux pour les­quels les al­go­rithmes sont connus, mais de­mandent un temps dé­me­su­ré de cal­cul. Il bat le cer­veau là où ce­lui-ci est faible; il est bat­tu ailleurs.

L’or­di­na­teur de von Neu­mann est une ma­chine de trai­te­ment de l’in­for­ma­tion qui est construite à re­bours du cer­veau: pour l’or­di­na­teur, nombre de pro­ces­seurs entre 1 et 100, pour le cer­veau 100 mil­liards; le co­dage est nu­mé­rique pour le pre­mier et ana­lo­gique pour le se­cond; la mé­moire adres­sable pour le pre­mier et as­so­cia­tive pour le se­cond. En­fin, le pro­ces­seur ba­na­li­sé pour l’or­di­na­teur, les pro­ces­seurs spé­cia­li­sés pour le cer­veau.

Il était nor­mal que l’on dé­ve­loppe l’or­di­na­teur de von Neu­mann, une ma­chine dif­fé­rente du cer­veau, pour en­tre­prendre les tâches que ce­lui-ci ef­fec­tuait mal. Mais il n’y a au­cune rai­son de consi­dé­rer cette ma­chine comme uni­ver­selle. De même, il n’y a au­cune rai­son d’at­tri­buer à l’or­di­na­teur des pro­prié­tés du cer­veau aus­si par­ti­cu­lières que la créa­ti­vi­té ou la conscience. Les ajouts comme les sys­tèmes ex­perts ou les mul­ti­pro­ces­seurs peuvent faire illu­sion, parce qu’ils étendent l’uti­li­sa­tion de l’or­di­na­teur vers des fonc­tions proches de l’ac­ti­vi­té du cer­veau hu­main, mais ces dé­ve­lop­pe­ments ne changent pas sa na­ture in­trin­sèque d’au­to­mate pro­gram­mé et donc pré­vi­sible.

Le pro­jet Blue Brain, par­tie du Hu­man Brain Pro­ject, consti­tue un re­cours à l’or­di­na­teur de von Neu­mann pour si­mu­ler un or­gane cé­ré­bral de trai­te­ment de l’in­for­ma­tion, la co­lonne cor­ti­cale, qui fonc­tionne se­lon des prin­cipes to­ta­le­ment dif­fé­rents. Au­tant le pro­jet se ré­vé­le­ra utile pour com­prendre le fonc­tion­ne­ment d’un cer­veau hu­main, au­tant il semble in­ap­pro­prié pour si­mu­ler ce­lui-ci. On peut dou­ter que l’or­di­na­teur de von Neu­mann puisse un jour fonc­tion­ner comme un cer­veau. JACQUES NEIRYNCK AN­CIEN CON­SEILLER NA­TIO­NAL PDC, PRO­FES­SEUR HO­NO­RAIRE DE L’ÉCOLE PO­LY­TECH­NIQUE FÉ­DÉ­RALE DE LAU­SANNE (EPFL)

Il n’y a au­cune rai­son d’at­tri­buer à l’or­di­na­teur des pro­prié­tés du cer­veau aus­si par­ti­cu­lières que la créa­ti­vi­té ou la conscience

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