Dossier “A la recherche de la conscience” – InternetActu

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A la recherche de la conscience (1/2) : la conscience, un “problème difficile” ?

S’il est déjà difficile de définir l’intelligence, une compréhension exacte de ce qu’est la conscience nous apparaît comme encore plus inaccessible. Pourtant, les hypothèses se multiplient sur son origine et sa signification, et le domaine concerne toute une gamme de chercheurs, des philosophes aux spécialistes du comportement animal, des informaticiens aux experts en physique quantique.

Mais d’abord, pourquoi tant d’agitation autour de ce concept ? Pourquoi, la conscience est-elle considérée comme un problème dans la science contemporaine ?

Dans la revue Aeon, Margaret Wertheim se penche sur les racines de ce problème. Cette historienne des sciences a toujours manifesté un intérêt pour les nouvelles technologies comme en témoigne son livre assez ancien The Pearly Gates of the Cyberspace, qui traitait déjà des liens entre la structure du monde virtuel naissant et les conceptions médiévales et Renaissance de l’espace.

C’est encore l’espace qui est au centre de la réflexion actuelle de Wertheim sur la conscience.

Mais tout d’abord qu’est-ce que ce fameux “problème de la conscience”, ce hard problem comme l’a nommé l’un des principaux philosophes de ce domaine, David Chalmers ? C’est avant tout celui de la nature des objets de conscience, ce qu’on appelle les “qualia“. Notre cerveau enregistre la longueur d’onde d’un objet bleu, on sait à peu près comment ça fonctionne. Mais à quel moment ce tourbillon d’échanges électriques et chimiques devient-il la sensation du “bleu”. Comme nous l’explique Margaret Wertheim, n’importe quel appareil est capable de reconnaître la longueur d’onde du bleu. Mais tout le monde sera d’accord pour dire que ledit engin ne perçoit pas “réellement le bleu”. Et aussi qu’est-ce qui me prouve que ma conscience d’une couleur est ressentie de la même manière par une autre personne ?

Mais où y a-t-il un problème ?

Margaret Wertheim ne cherche pas à donner une réponse à ces épineuses questions, qui selon elle resteront débattues encore pendant un bon bout de temps. C’est en tant qu’historienne qu’elle se penche sur le sujet, car si aujourd’hui la conscience est un problème, ça n’a pas toujours été le cas.

C’est bien sûr la naissance du matérialisme qui peut être considérée comme à l’origine du débat. Mais selon elle, le matérialisme est fortement lié à nos conceptions de l’espace.

Avant Copernic, nous explique-t-elle, l’univers était fini. La terre était au centre, mais également en position la plus basse. On grimpait ensuite les sept sphères entourant notre monde, où l’on trouvait les sept planètes (le soleil et la lune étaient considérés comme des planètes). Enfin, l’Empyrée s’étendait au-delà de ce système clos, et là se trouvait le royaume de Dieu.

L’espace n’était donc pas seulement fini, il était aussi, et peut-être surtout, “qualifié”. Votre nature était représentée par votre position dans l’espace, ainsi que le montre une peinture de Giotto située dans l’église de l’Arena de Padoue : “Vous pouviez littéralement lire le statut moral de personnes dans les images médiévales en fonction de leur taille. Jésus était la plus grande figure parce qu’il avait la plus grande stature morale ; venaient ensuite les anges qui étaient un peu plus petits, suivis de saints et de martyrs, puis enfin les humains ordinaires. Les pécheurs en enfer étaient les plus petits de tous dans l’interprétation de Giotto, minuscules figures centrées sur leur douleur, écrasées par leur morale dérisoire.

internetactu.net_005La révolution copernicienne avait déjà été précédée au XIIIe siècle par la découverte de la perspective. Celle-ci, nous explique Wertheim, donne de la profondeur à la scène, mais met fin au rôle moral de la taille. Quand finalement le mécanisme des sphères célestes explose, l’univers devient homogène. Il n’y a plus de place réservée pour les âmes, plus d’Empyrée. En conséquence, plus de place pour l’âme.

Pour Wertheim, une fois qu’on a éliminé l’âme de l’équation, rien n’empêche de faire de même pour la conscience. Si la conscience n’est autre que le produit des interactions entre particules matérielles, argue-t-elle, alors elle peut tout simplement être éliminée de la description du monde. On pourrait imaginer un univers peuplé de “zombies” : une expression employée par le philosophe David Chalmers pour décrire des individus présentant tous les comportements associés aux êtres humains, mais dépourvus d’états internes, de “conscience”.

L’argument me paraît personnellement un peu contestable. Le fait qu’un phénomène émerge à partir des lois régissant un niveau plus fondamental ne signifie en rien que cette structure émergente ne présente aucune valeur et qu’on puisse s’en dispenser entièrement. Un scientifique comme Stuart Kauffman, dans son livre Réinventer le sacré : Une nouvelle vision de la science, de la raison et de la religion, va précisément dans l’autre sens. Le fait qu’il puisse exister des phénomènes émergents, c’est-à-dire constitués de parties, mais non réductibles aux propriétés de ces parties, pourrait fournir au contraire la base à un “retour vers le sacré”, à une réévaluation du phénomène de la conscience.

Margaret Wertheim fait partie de ceux qui pensent qu’il ne sera jamais possible de comprendre la conscience exclusivement en termes physiologiques ou neuronaux. Tout ce dont nous serons capables, selon elle, c’est d’observer les corrélations entre mécanismes cérébraux et états de conscience. C’est un questionnement de grande importance dans la champ bourgeonnant de la “neurothéologie”. La sainte Hildegarde de Bingen était peut être épileptique, explique-t-elle, mais cela ne veut pas dire que ses visions mystiques étaient causées par l’épilepsie. Cela peut tout aussi bien signifier que la contemplation du Divin est un phénomène tellement puissant qu’elle entraîne une crise d’épilepsie.

Comment créer une “consciences artificielle”

walkingdead_ap-300x168Sans renoncer à une optique matérialiste ou “réductionniste”, différents scientifiques cherchent à redonner une valeur à la conscience et ainsi échapper au cauchemar du “monde de zombies”. Nous avons déjà parlé des thèses de Tononi et Koch. C’est aussi le cas de Michael Graziano qui présente, encore dans Aeon, sa théorie sur la conscience comme un un “schéma de l’attention”.

Pour ce neuroscientifique, la conscience n’est pas un phénomène insoluble et mystérieux, et il devrait être possible de créer une “conscience artificielle”. Mais pour autant, Graziano ne se range pas aux côtés de ceux qui voient dans la conscience un simple épiphénomène sans importance, une production spontanée, mais finalement secondaire de nos fonctions cognitives. “Ils sont finis les jours”, explique-t-il, “où il suffisait de croire qu’il suffisait d’attendre que les ordinateurs soient suffisamment compliqués pour qu’ils deviennent spontanément conscients“(une idée souvent répandue chez les partisans de la Singularité). Au contraire, pour Graziano, la conscience reste un aspect fondamental de notre structure mentale.
Prenant l’exemple d’un robot voyant une balle de tennis, Graziano explique les étapes nécessaires pour construire une “conscience”.

Dans un premier temps, le robot possède une description du monde lui permettant de reconnaître la balle à partir d’une multitude d’informations arrivant par ses capteurs, ses “sens”. Cela demande du calcul et la capacité de choisir un modèle parmi la multitude existant dans son unité de traitement, son “cerveau”. Mais cela ne constitue en rien une solution au “problème difficile” de Chalmers. En gros c’est le stade où nous en sommes aujourd’hui avec les logiciels de reconnaissance des formes.

Pourra-t-on améliorer la situation en donnant en plus au robot une description interne de son corps, de ses perceptions ? Cela paraît s’apparenter à une véritable conscience de soi ! (Des travaux ont déjà été effectués dans ce domaine) Mais c’est malheureusement insuffisant selon Graziano. Le robot disposera alors de deux modèles indépendants, l’un de lui-même et l’autre de la balle de tennis. Mais en l’absence de connexion entre ces deux descriptions, il ne pourra pas être “conscient de la balle”. Il faut donc un troisième niveau de description susceptible de prendre en compte la relation entre le robot et l’objet de sa perception. C’est ici qu’entre en jeu la théorie de Graziano, celle du “schéma de l’attention”.

En gros un cerveau possède plusieurs “cartes” de son environnement (balles de tennis, son propre corps, etc.) tous ces modèles entrant en compétition pour attirer l’attention. Mais il faut pouvoir contrôler cette attention, d’où la nécessité d’établir un nouveau modèle, celui de l’attention elle-même. Comme toutes les autres “cartes” situées dans le cerveau, ce modèle n’est pas complet. Il ne possède aucune information sur les états neuronaux, les programmes sous-jacents qui sous-tendent son fonctionnement. Autrement dit, le robot serait “conscient”, mais serait incapable d’expliquer pourquoi. Tout comme nous ! A noter un point intéressant : si Graziano a raison, cela met à mal la théorie de l’”explosion de l’intelligence” d’Irvin John Good, souvent revendiquée par les adeptes de la superintelligence et de la Singularité. Rappelons qu’il s’agit de la thèse selon laquelle une intelligence artificielle plus évoluée qu’un être humain serait capable de se “mettre à jour” à une vitesse grand V, augmentant de plus en plus ses facultés mentales. Mais si la “conscience” de cette IA est en fait ignorante des mécanismes qui permettent son apparition, il ne lui serait pas plus capable d’effectuer cette “update” que nous ne sommes en mesure de le faire avec notre propre esprit…

Sur sa page Web, Michael Graziano affirme que sa théorie est “testable”. Ça va quand même être difficile de programmer tout ça…

Rémi Sussan

A la recherche de la conscience (2/2) : un phénomène de physique fondamentale ?

D’autres scientifiques cherchent eux aussi à intégrer la conscience dans leur théorie, mais descendent pour cela à un niveau encore plus fondamental : celui de la physique. C’est le cas du cosmologiste Max Tegmark qui dans Nautilus revient sur sa thèse selon laquelle la conscience pourrait être considérée comme un nouvel état de la matière. Max Tegmark est par ailleurs l’auteur d’un fascinant ouvrage, Notre univers mathématique, et il est aussi l’un des cosignataires de la fameuse “lettre ouverte” publiée dans le Huffington Post mettant en garde contre les risques de la “superintelligence”.

Une tresse dans l’espace-temps

Sa démonstration est assez complexe. Tegmark commence par rappeler sa théorie très platonicienne sur la nature mathématique de l’univers. Et de bien préciser qu’il ne s’agit pas de dire que le cosmos peut être décrit de manière mathématique, mais bel et bien qu’il EST mathématique. Pour exemple de cette réalité mathématique, l’espace-temps. Il s’agit d’un concept purement abstrait, ce n’est pas un objet, et pourtant il fonde toute la structure de la réalité.

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Une chose ne peut être décrite simplement en terme de coordonnées spatiales, mais comme une espèce de “traînée”, s’étendant le long de l’espace-temps. Pour un objet quelconque, par exemple un rocher, cette trajectoire est assez linéaire : la traînée ressemble à un gros tube. En effet, les atomes qui le constituent, une fois assemblés, vont avoir tendance à bouger très peu, et très lentement.

Pour un être vivant, c’est différent : les éléments qui le constituent sont en constant mouvement et interaction. De fait, il ressemble plus à une tresse spatio-temporelle, un entrelacs de différentes traînées. Mais, continue Tegmark, même la complexité du vivant “pâlit en comparaison aux modèles de traitement de l’information qui se déroulent dans votre cerveau. Vous possédez environ 100 milliards de neurones qui génèrent constamment des signaux électriques… ce qui implique des interactions entre des milliards de milliards d’atomes, notamment du sodium, du potassium, ainsi que des ions calcium. Les trajectoires de ces atomes forment une tresse très élaborée à travers l’espace-temps, dont l’enchevêtrement complexe correspond au stockage et au traitement de l’information d’une manière qui donne en quelque sorte naissance à notre sensation familière de la conscience de soi. Il y a un large consensus dans la communauté scientifique pour admettre que nous ne comprenons toujours pas comment cela fonctionne, il est donc juste de dire que nous, les humains ne comprenons pas encore pleinement ce que nous sommes. Cependant, grosso modo, on pourrait dire ceci : vous êtes un modèle dans l’espace-temps. Un modèle mathématique. Plus précisément, vous êtes une tresse dans l’espace-temps – en fait, l’une des tresses les plus élaborées connues.”

Des aspects quantiques à la conscience

Puisque nous sommes entrés dans le domaine particulièrement spéculatif des rapports entre la conscience et la nature de la réalité, où en est le fameux “serpent de mer” de la conscience quantique ? L’idée avait été popularisée il y a quelques années par le célèbre mathématicien et physicien Roger Penrose, avec l’aide de l’anesthésiste Stuart Hameroff. Sa théorie était que nous ne pourrions comprendre les aspects les plus sophistiqués de notre esprit si nous n’acceptions pas l’idée que dans la formation de nos états mentaux, certains phénomènes comme “l’intrication” (le fait que deux particules quantiques restent indéfiniment en interaction l’une avec l’autre quelle que soit la distance) et la superposition (le fait qu’une particule puisse se trouver dans deux états différents simultanément) entrent directement dans la fabrique de la conscience. Pour Penrose et Hameroff, de tels effets pourraient se produire au sein de notre cerveau à l’intérieur des “microtubules”, des tubes de protéines assurant la structure des neurones. L’idée n’enthousiasma guère la communauté scientifique et la théorie tomba dans l’oubli. Il faut aussi reconnaître que voir Stuart Hameroff, scientifique réputé sérieux, s’acoquiner avec le gourou New Age Deepak Chopra (qui aime, lui aussi, à parler de “conscience quantique”), n’a pas aidé à son acceptation.

Pourtant, nous raconte le New Scientist, l’idée pourrait connaître une résurrection si l’on en croit Matthew Fisher, un spécialiste des propriétés quantiques de matériaux.

Fisher s’est intéressé aux effets stabilisateurs et calmants du lithium sur le cerveau, et particulièrement l’isotope Lithium-6 (un même atome peut exister sous la forme de plusieurs “isotopes” qui diffèrent par le nombre de neutrons présents dans le noyau). Une expérience sur les rats, qu’on avait divisé en deux groupes a montré que ceux à qui on avait injecté du lithium-6 se montraient plus actifs que ceux à qui on avait donné une autre variante, le lithium-7.

Quelle pourrait être la cause d’un telle différence sur le comportement ? La cause pourrait venir d’une propriété particulière, le “spin”. Imaginez que le spin décrit comment l’objet quantique tourne sur lui même (mais c’est une métaphore tirée de notre expérience quotidienne, il ne s’agit pas d’une rotation au sens littéral). En général, on dit qu’une particule tournant “dans le sens des aiguilles d’une montre” a une valeur de 0, et dans le “sens inverse” une valeur de 1. Mais c’est compter sans la logique étrange du monde quantique: l’objet peut tourner dans les deux sens à la fois et donc prendre des valeurs entre 0 et 1. Or il se trouve qu’un noyau d’atome possédant un spin de valeur 1/2, la plus basse possible, est capable de résister à la pression des champs électromagnétiques, qui entraînent la fameuse décohérence, ce cauchemar des ingénieurs en informatique quantique. Lors de la décohérence, l’objet perd ses capacités d’intrication et de superposition et se met à se conduire de manière “classique”, comme dans notre vie quotidienne.

Or le lithium-6 possède un spin de 1, mais selon Fisher, il est capable, dans un environnement aqueux comme celui d’un organisme de “baisser” son spin à 1/2. Enfin, précise le New Scientist, le lithium ne se trouve pas à l’intérieur d’un être vivant, mais il existe un atome qui possède à peu près les mêmes propriétés : le phosphore. Celui-ci fait partie intégrante de molécules trouvées dans le cerveau, notamment dans le fluide extracellulaire de celui-ci.

Naturellement, comme le reconnaît Fisher, une telle idée reste très spéculative. Et la communauté scientifique reste sur ses gardes. Dans l’attente, Fischer ne prétend pas avoir trouvé là une clé de la conscience en tant que telle : il se concentre actuellement sur le traitement possible de maladies comme la dépression.

Image: theoretical and computational biophysics group

Image: theoretical and computational biophysics group

Hypothèse folle ? A première vue les thèses sur la conscience quantique sont une insulte au Rasoir d’Occam : la thèse selon laquelle il ne faut pas “multiplier les entités”, autrement dit, que la meilleure hypothèse est celle qui ne repose pas sur la recherche de causes mystérieuses et extérieures agissant comme des “Deux ex machina”, mais qui cherche au contraire à expliquer les phénomènes de la façon la plus élégante et simple possible. Aller chercher dans les quanta une explication au phénomène de la conscience au lieu de se concentrer avant tout sur la physiologie du cerveau pourrait être un parfait exemple d’un tel “Deus ex machina”. D’un autre côté, nous savons aujourd’hui, et c’est admis et reconnu, que des effets quantiques jouent un rôle dans la photosynthèse. Et Klaus Schulten a émis l’hypothèse – très étayée – que les rouges-gorges européens utilisent, lors de leur migration, un compas impliquant certains effets quantiques (je ne sais pas si cette théorie est universellement admise, mais elle semble en tout cas être reconnue comme crédible par le reste de la communauté). Alors pourquoi pas la conscience ? J’ai également été surpris de lire, dans les papiers (.pdf) du colloque ECAL sur la vie artificielle de 2011, Stuart Kauffman, le prophète de l’émergence mentionné dans l’article précédent, insister lui aussi sur la possibilité d’effets quantiques intervenant dans l’irruption de la conscience… Bref, rien n’est totalement définitif dans ce domaine.

Tout cela nous montre en tout cas que le débat sur la conscience est loin d’être clos. Et surtout, son rôle reste très flou : simple épiphénomène, conséquences d’interactions au niveau physiologique, physique, voire cosmique ? Peut-être pourrons-nous avancer lorsque nous aurons une définition un peu plus précise du terme !

Rémi Sussan

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Président éditeur, Fondation littéraire Fleur de Lys

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