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Grey boxes et black boxes
Un même principe de réponse, deux familles de supports
Idée directrice. Une entité biologique naturelle et un système informatique artificiel peuvent être considérés comme des « boxes » : ils reçoivent des sollicitations et produisent des réponses selon une organisation interne.
Deux sortes de « boxes »
| Terme | Nature | Exemples |
|---|---|---|
| Grey box | Biologique, naturelle | Cellule, organisme, personne |
| Black box | Informatique, artificielle | Programme appris, modèle d’IA, système numérique complexe |
La couleur ne désigne pas ici une supériorité ni une opacité absolue. Elle distingue d’abord deux familles de supports : le vivant et l’informatique.
Le mécanisme commun : question, état, réponse
Dans les deux cas, la « question » doit être comprise au sens large : phrase, image, signal chimique, perception, variation du milieu, commande ou situation à résoudre.
- <math>\mathrm{Réponse}=F(\mathrm{question},\ \mathrm{modèle\ interne},\ \mathrm{contexte},\ \mathrm{histoire})</math>
La réponse ne dépend donc pas seulement de la question. Elle dépend aussi de l’état présent de la box, de sa mémoire, de son histoire et des conditions dans lesquelles elle est sollicitée.
L’algorithme interne
Toute box répond selon une organisation opératoire interne que l’on peut appeler algorithme, si le mot n’est pas réservé au seul programme écrit. Cet algorithme n’a pas besoin d’avoir été décrit à l’avance pour fonctionner. Dans les deux cas, ses régularités peuvent être observées, formalisées mathématiquement et progressivement comprises.
Dans le vivant, il résulte notamment de l’évolution, du développement et de l’apprentissage ; dans l’informatique contemporaine, de la conception, de l’entraînement et de l’usage.
L’éducation
L’éducation transforme les réponses futures. Elle ne consiste pas seulement à fournir des réponses : elle transforme l’organisation interne qui produira les réponses ultérieures. Elle est, en ce sens, un processus agissant sur un processus de réponse.
- <math>M_t \xrightarrow{\text{éducation et expérience}} M_{t+1}</math>
Le rôle distinct du corpus
Le corpus est l’ensemble des contenus informationnels auxquels la box a été exposée : textes, images, exemples, récits, observations, données ou traces d’expérience. Il constitue une matière de formation, mais il ne se confond ni avec l’éducation ni avec le modèle interne.
- Le corpus fournit des contenus.
- L’éducation les sélectionne, les ordonne, les met en relation et les évalue.
- L’expérience confronte la box aux conséquences réelles de ses réponses.
- Les interactions avec l’environnement apportent des rétroactions.
- Le modèle interne est la transformation relativement durable qui en résulte.
Stigmergie et organisation du corpus
Les composants d’une masse informationnelle peuvent se coordonner indirectement par les traces que leurs opérations laissent dans un milieu commun. Ce processus constitue une forme de stigmergie.
Chaque trace modifie les conditions des opérations suivantes. Leur accumulation, leur sélection et leur réinterprétation peuvent alors faire émerger une organisation qui n’avait pas été préalablement décrite dans son ensemble.
- <math>\mathrm{interactions\ stigmergiques}
\longrightarrow \mathrm{organisation\ émergente}</math>
La stigmergie désigne donc un processus distribué de formation, et non la capacité résultante elle-même.
Sysmergie
La sysmergie mesure la capacité d’émergence algorithmique d’une masse informationnelle.
Elle ne se confond pas avec la quantité d’information. Une masse possède une sysmergie élevée lorsqu’elle peut, par l’organisation et l’interaction de ses composants, faire émerger des opérations, des inférences ou des capacités de réponse.
La sysmergie peut notamment résulter de la stigmergie entre les composants :
- <math>\mathrm{stigmergie}
\longrightarrow \mathrm{organisation\ émergente} \longrightarrow \mathrm{sysmergie}</math>
On peut distinguer :
- la sysmergie latente : capacité d’émergence encore potentielle ;
- la sysmergie actualisée : capacité devenue opératoire dans une box, relativement à une question et à un contexte.
Alignements
La sysmergie n’est pas une grandeur absolument indépendante de l’observateur ou de la recherche entreprise. Elle varie avec les alignements que l’on cherche dans la masse informationnelle.
Un alignement peut être une correspondance, une continuité, une analogie, une causalité, une compatibilité sémantique ou une convergence vers une finalité. Une même masse peut donc avoir une forte sysmergie selon certains axes et une faible sysmergie selon d’autres.
- <math>\Sigma=\Sigma(C,\Lambda,Q,B)</math>
où :
- <math>C</math> représente la masse informationnelle ;
- <math>\Lambda</math>, les alignements recherchés ;
- <math>Q</math>, la classe de questions ;
- <math>B</math>, la box qui conduit l’exploration ;
- <math>\Sigma</math>, la sysmergie mesurée.
Perduction
La perduction recherche les alignements capables d’actualiser la sysmergie.
Elle ne consiste pas seulement à relever des corrélations. Elle explore, éprouve et concrète les alignements susceptibles de devenir conjointement opératoires, de se maintenir dans leur contexte et d’ouvrir un horizon cohérent de réponses possibles.
Le processus perductif peut être présenté ainsi :
- une masse informationnelle porte des relations et des capacités latentes ;
- la stigmergie entre ses composants contribue à son organisation ;
- la sysmergie mesure sa capacité d’émergence algorithmique ;
- la perduction recherche les alignements pertinents ;
- la concrétion de ces alignements actualise une organisation algorithmique opératoire.
- <math>\mathrm{masse\ informationnelle}
\xrightarrow{\mathrm{stigmergie}} \mathrm{sysmergie\ latente} \xrightarrow[\mathrm{alignements}]{\mathrm{perduction}} \mathrm{émergence\ algorithmique}</math>
La perduction est le processus d’exploration, d’épreuve et de concrétion des alignements susceptibles d’actualiser la sysmergie d’une masse informationnelle en une organisation algorithmique opératoire.
La perduction est ainsi le processus actualisateur ; la sysmergie est la capacité d’émergence actualisable.
Énaction
L’énaction désigne la constitution d’un domaine de significations par le couplage actif d’une entité avec son environnement. La cognition ne consiste plus seulement à représenter un monde entièrement donné à l’avance : la box fait émerger un monde pertinent par ses perceptions, ses actions et son histoire d’interactions.[1]
Dans le présent vocabulaire :
- <math>\mathrm{box}
+ \mathrm{milieu} + \mathrm{interactions} \longrightarrow \mathrm{alignements\ pertinents} \longrightarrow \mathrm{domaine\ de\ réponses}</math>
La perduction relève de l’énaction lorsqu’elle ne se borne pas à découvrir des alignements supposés préexistants, mais contribue à les faire advenir comme pertinents dans l’interaction entre :
- la box ;
- sa masse informationnelle ;
- la question posée ;
- le milieu dans lequel elle agit.
L’énaction fait émerger un domaine de sens ; la perduction en recherche et en concrète les alignements opératoires.
Autopoïèse
L’autopoïèse caractérise originellement un réseau de processus qui produit les composants lesquels régénèrent ce même réseau et constituent son unité.[2]
- <math>\mathrm{composants}
\longrightarrow \mathrm{interactions} \longrightarrow \mathrm{organisation} \longrightarrow \mathrm{production\ et\ maintien\ des\ composants}</math>
Une organisation sysmergique devient autopoïétique si l’algorithme émergent :
- entretient les interactions qui l’ont produit ;
- régénère ses propres composants ou ses conditions opératoires ;
- maintient une frontière distinguant le système de son environnement ;
- préserve l’identité organisationnelle du système malgré ses transformations structurelles.
Toute émergence algorithmique n’est donc pas autopoïétique. Une grey box vivante peut l’être au sens biologique strict. L’application du terme à une black box demeure analogique tant que celle-ci ne produit et ne maintient pas effectivement sa propre organisation constitutive.
Articulation générale
| Notion | Fonction |
|---|---|
| Stigmergie | Coordination distribuée par les traces laissées dans un milieu commun |
| Sysmergie | Mesure de la capacité d’émergence algorithmique |
| Perduction | Recherche, épreuve et concrétion des alignements actualisateurs |
| Énaction | Co-émergence d’un domaine de pertinences dans l’interaction |
| Autopoïèse | Production et maintien de l’unité qui opère |
La relation d’ensemble peut être représentée ainsi :
- <math>\mathrm{autopoïèse\ de\ la\ box}
\;\circlearrowleft\; \mathrm{énaction\ du\ sens} \longrightarrow \mathrm{stigmergie\ des\ traces} \longrightarrow \mathrm{sysmergie\ latente} \xrightarrow{\mathrm{perduction}} \mathrm{organisation\ algorithmique}</math>
Cette représentation ne doit pas être comprise comme une succession chronologique rigide. L’autopoïèse et l’énaction forment des boucles continues dans lesquelles les traces, les alignements et les capacités algorithmiques se transforment réciproquement.
Formulation synthétique
Une grey box naturelle et une black box artificielle possèdent des capacités de réponse déterminées par leur modèle interne, formé et transformé par leur éducation, leur expérience, leur corpus et leurs interactions avec leur environnement.
Le prolongement conceptuel peut être résumé de la manière suivante :
Dans une masse informationnelle, la stigmergie peut faire émerger une organisation ; la sysmergie mesure sa capacité d’émergence algorithmique ; la perduction recherche les alignements capables de l’actualiser.
Lorsque cette actualisation résulte du couplage actif de la box avec son milieu, elle participe de l’énaction ; lorsqu’elle régénère l’organisation et les composants qui la produisent, elle participe de l’autopoïèse.
Portée de la comparaison
La comparaison ne signifie pas que le vivant et l’artificiel sont identiques. Leurs substrats, leurs temporalités, leur autonomie, leur rapport au corps et leurs modes de reproduction diffèrent.
Elle établit seulement une communauté de principe : des systèmes matériels historiquement constitués produisent des réponses selon un modèle interne que l’on cherche à comprendre et à décrire.
Références
- ↑ Francisco J. Varela, Evan Thompson et Eleanor Rosch, The Embodied Mind: Cognitive Science and Human Experience, MIT Press, 1991.
- ↑ Francisco J. Varela, Humberto R. Maturana et Ricardo Uribe, « Autopoiesis: The Organization of Living Systems, Its Characterization and a Model », BioSystems, vol. 5, no 4, 1974, p. 187–196, DOI : 10.1016/0303-2647(74)90031-8.
Catégorie:Intelligence artificielle Catégorie:Biologie Catégorie:Éducation Catégorie:Théorie des systèmes Catégorie:Émergence Catégorie:Stigmergie Catégorie:Énaction Catégorie:Autopoïèse