Que sont les sciences cognitives ?
Un domaine interdisciplinaire
- Il s'agit d'un champ interdisciplinaire inculant :
- l'intelligence artificielle
- la linguistique
- l'anthropologie
- la psychologie
- la philosophie
- les neurosciences
- mais aussi :
- l'éducation, l'apprentissage et le développement
- la sociologie
- la biologie
- la logique
Mais alors, c'est quoi la cognition ?
Le mot cognition vient du latin cognoscere qui veut dire savoir ou connaître.
Par extension, il réfère à la capacité de raisonner, de percevoir, de décider, de résoudre des problèmes, bref, à toute activité que l'on peut associer à l'intelligence.
Ainsi, les sciences cognitives étudient la façon dont un système construit des représentations et les utilise rationnellement pour raisonner, faire des inférences.
Qu'est-ce qu'un système cognitif ?
L'humain est probablement le système cognitif le plus connu. On parlera d'ailleurs beaucoup d'approches bio-inspirées (inspirées des humains ou des animaux).
Les ordinateurs répondent également à la définition de "systèmes qui construisent des représentations et les utilisent pour raisonner".
En conséquence, l'informatique est devenu un paradigme de base des sciences cognitives. D'ailleurs, au fil des années, on est passés de l'expression The representational theory of mind à the computational theory of mind.
Quelques notions centrales de la cognition :
- La représentation (du monde, réel ou fictif, dans lequel on se place pour raisonner)
- La perception
- L'interaction
- La linguistique
- L'enactivisme
- Les systèmes complexes
Quelques lectures
| [PYL1984] | Pylyshyn, Z. W. Computation and cognition: toward a foundation for cognitive science. Cambridge: MIT press. 1984 |
Exercice de réflexion pour la prochaine séance
Écrire un résumé sur les sciences cognitives
- Proposer une définition des sciences cognitives
- S'intéresser aux fondements historiques
- Identifier les grands noms du domaine (au niveau national et international)
- Identifier les principaux résultats et les domaines d'application afférants
Une approche historique des sciences cognitives
Influences philosophiques
Quelques courants philosophiques
- Philosophie naturelle [1] : s'intérroge sur le fonctionnement de la nature en s'appuyant sur l'appréciation, l'observation et les expérimentations (XII-XIXème siècles).
- Matérialisme [2] : la matière est le fondement de tout, c'est la seule chose qui existe (de l'antiquité à nos jours)
- Mécanisme [3] : tous les processus naturels sont déterminés mécaniquement et sont régis par des lois physiques et mécaniques. C'est une branche du matérialisme
| [1] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Philosophie_naturelle |
| [2] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Mat%C3%A9rialisme |
| [3] | https://fr.wikipedia.org/wiki/M%C3%A9canisme_(philosophie) |
Un exemple de mécanisme : le canard de Vaucanson (1738)
Extension du concept mécaniste d'animal-machine par Jacques Vaucanson [4].
| [4] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Jacques_Vaucanson |
L'Homme-Machine de Julien Offray de la Mettrie (1748)
Julien de la Mettrie [5] n'a foi qu'en la matière, et la méthode empirique pour l'observation de l'Homme.
L'esprit doit être considéré comme une organisation sophistiquée de la matière dans le cerveau humain.
| [5] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Julien_Offray_de_La_Mettrie |
Quelques philosophes de la cognition
- Platon (Meno)
- Aristote (De Anima)
- Descartes
- Hume
- Kant
- de Spinoza
- Leibniz
- Locke
Philosophes et scientifiques du dernier siècle
- Pitts et McCulloch pour les réseaux de neurones
- Turing et von Neumann pour la théorie computationnelle
- Chomsky et Skinner pour la linguistique
- Schank et Minsky pour les représentations et la mémoire
- Searl pour la chambre chinoise
- Fodor pour le fonctionnalisme et la théorie computationnelle de l'esprit
- Chalmers pour ses travaux sur le problème de la conscience
- Hofstadter pour G.E.B [HOF1979]
| [HOF1979] | Gödel, Escher, Bach: an Eternal Golden Braid. Douglas Hoftstadter. 1979. |
Philosophie et éthique... juste un exemple :
En 2014, Eugene Gootsman passe le test de Turing. Qu'en pensez-vous ?
Influences computationnelles
Comment compter des moutons ?
Au néolitique (-9000 av. J.-C.), comment pouvait-on savoir si l'on avait bien rentré tous les moutons alors que l'on n'avait pas encore la notion de chiffre ou de nombre, et encore moins celle d'écriture ?
C'est une forme de représentation !
Le boulier
Le boulier peut-il être considéré comme la première "machine" à calculer ?
La pascaline (1642)
La Pascaline [6], construite en 1642 par Blaise Pascal (1623-1662), physicien, mathématicien et philosophe français.
| [6] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Pascaline |
Le métier à tisser de Jacquard (1801)
Joseph-Marie Jacquard (1752-1834) crée le métier à tisser "programmable" via des cartes perforées. Le métier est capable d'exécuter des opérations selon une séquence définie et capturée dans les perforations des cartes [7].
| [7] | http://www.computinghistory.org.uk/det/19901/Joseph-Marie-Jacquard/ |
La machine à calculer de Babbage, précurseur de l'ordinateur moderne (1830)
Charles Babbage [8] construit, dans les années 1830, une machine nommée Analytical Engine.
C'est le précurseur des concepts modernes de l'informatique. Il s'inspire fortement des cartes perforées de Jacquard.
| [8] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Charles_Babbage |
Le premier programme d'Ada Lovelace
Le premier programmeur était une programmeuse : Ada Lovelace [9].
Elle a beaucoup contribué à l'amélioration de la structure de la mémoire telle que proposée par Babbage.
| [9] | https://fr.wikipedia.org/wiki/Ada_Lovelace |
Alan Turing
Alan Turing est connu pour plusieurs choses. Sauriez-vous dire lesquelles ?
Quelques références
| [TUR1936] | Turing, A. M. (1936). On Computable Numbers, With an Application to the Entscheidungsproblem. Proceedings of The London Mathematical Society, 42(2), 230-240. |
| [TUR1936] | Turing, A. M. (1936). On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem (continued). Proceedings of The London Mathematical Society, 42(2), 241-265. |
| [TUR1937] | Turing, A. M. (1937). On Computable Numbers, with an Application to the Entscheidungsproblem. Proceedings of The London Mathematical Society, 43(2), 544-546. |
| [TUR1950] | Turing, A. M. (1950). Computing machinery and intelligence. Mind, 59, 433-460. |
La machine de Turing
La machine de Turing [10] permet non seulement de faire des calculs, mais aussi de réaliser des traitements de l'information. C'est une machine conceptuelle qui permet de s'interroger sur la notion de calculabilité.
| [10] | http://www.dailymotion.com/video/xrn0yi_la-machine-de-turing-realisee_tech |
Différents courants cognitifs
- Cognitivisme, représentations materielles, théorèmes logiques. Turing, A. (1936), Newell & Simon, H. A. (1976), Fodor, J. A. (1983)
- Connexionnisme. McCulloch, Pitts, Rosenblatt, Hopfield. McCulloch, W. S., Pitts, W. (1943), Rosenblatt, F. (1962), Hopfield, J. J. (1982)
- Enactivisme. Maturana, H., Varela, F. J. (1973), Varela, F. J., Thompson, E. & Rosch, E. (1991)
- Approche dynamique, systèmes complexes. Thelen, E. & Smith, T. B. (1993), van Gelder, T. & Port, R. F. (1995), Crutchfield, J. P. (1994), Mitchell, M. (1998) Steels, L. (2003), Rocha, I. M. & Hordijk, W. (2005)
Pour alimenter votre réflexion
- Issu de la fiction, ex-machina : https://www.youtube.com/watch?v=4pPHWFFnZsU
- Issu de la fiction, HER : https://www.youtube.com/watch?v=Xr7aI0RqtXc
- IBM Watson et l'informatique cognitive : https://www.youtube.com/watch?v=-nxUrBOiWVE