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Stephen Wolfram

lundi 7 décembre 2015, par Rémi Sussan

Wolfram Stephen

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Cet ingénieur, Stephen Wolfram, vient de lancer le premier moteur de recherche à la philosophie platonicienne, découvrant des vérités éternelles qui n’avaient jamais été écrites auparavant.

Cette année 2009 allait-elle enfin voir apparaître le concurrent de Google ? Pendant quelques jours c’est ce qu’a cru la presse spécialisée, s’émouvant de la naissance d’un nouveau moteur de recherche, WolframAlpha. Très vite on s’est pourtant rendu compte que ce service n’avait pas grand-chose à voir avec Google. Au lieu de produire une liste de sites web en réponse à un mot clé, WolframAlpha ressortait un ensemble d’informations de base concernant la question posée. Entrer « Victor Hugo », par exemple, affichait dates et lieux de naissance et de décès de l’écrivain.
Un peu sec comme réponse. Et très vite, la presse spécialisée, suivant le rythme impitoyable de la « hype », se détourna vers d’autres sujets.

Pourtant, WolframAlpha mérite plus qu’un regard distrait. Certes, ses performances ne sont pas encore au top, mais c’est un nouveau-né qui, nous dit son concepteur, va se développer. Surtout, WolframAlpha est intéressant à cause du projet philosophique qu’il manifeste. Ce serait en effet la première application de ce que son créateur, Stephen Wolfram a nommé « une nouvelle sorte de science ».

Automates cellulaires

Stephen Wolfram est l’un des personnages les plus hors normes de la science contemporaine. Physicien de formation, il a commencé son travail dans les années 80. C’est là qu’il se fait remarquer pour la première fois dans le domaine qui le fascinera toujours : les automates cellulaires. Contrairement à ce qu’on pourrait croire, il ne s’agit pas de poupées mécaniques en formes de globules, mais de tout petits programmes informatiques affichant un écran couvert de points colorés. Ceux-ci s’allument et s’éteignent, ou changent de couleur en fonction de règles prédéfinies, comme par exemple : « devenir rouge si deux points voisins au moins sont verts »… Les automates cellulaires accompagnent l’informatique depuis ses débuts puisqu’il s’agit d’une invention de John von Neumann, le créateur des ordinateurs tels que nous les connaissons aujourd’hui. Les programmes sont en général très simples, mais ils révèlent souvent une complexité extraordinaire. Dès ses débuts, Wolfram s’illustre par une série de découvertes fondamentales. Il écrit un papier remarquable dans lequel il classifie les automates cellulaires en quatre catégories. Dans la première, ceux-ci cessent toute activité : les différents points de l’écran cessent de clignoter ou s’éteignent. Dans le second cas, l’automate entre dans une boucle. Les points continuent à bouger, mais de manière prévisible, répétitive. Dans la quatrième occurrence, l’automate devient complètement aléatoire. Les différents points colorés s’allument et s’éteignent dans un chaos total. Et la troisième catégorie ? Ah, celle-là est la plus intéressante. L’automate continue à manifester un certain chaos, mais au sein de ce désordre apparaissent des patterns reconnaissables, certaines configurations graphiques sophistiquées. Wolfram découvre alors une particularité remarquable de ces « automates du troisième type » : il n’existe aucune méthode mathématique pour prévoir leur comportement. La seule manière de savoir quelle configuration se produira après par exemple 150 000 itérations, c’est de faire tourner le programme jusqu’au 150 000e tour. Ils sont, pour employer un mot à la mode, complexes : comme la vie, comme le cosmos, comme l’homme.

Mathematica

Wolfram ne cesse jamais de s’intéresser à ces petites bêtes numériques. Mais il en a assez du milieu universitaire de la physique. Et il disparaît du radar scientifique pendant deux décennies. Pour autant, il ne cesse pas de se faire remarquer. Il change juste de milieu social. Il vient de découvrir la micro-informatique et crée le programme Mathematica, qui est aux matheux ce que Word est aux littéraires. Un outil permettant de faciliter leur travail en traçant des graphes, résolvant des équations, etc. Le succès de Mathematica est foudroyant. Voilà Wolfram devenu milliardaire. Il peut enfin retourner à ses chères études.

Il entame alors une double vie. Patron de start-up le jour, il devient chercheur en automates cellulaires la nuit. Pendant dix ans, il fixe son écran une fois le soleil couché, observe les programmes qui se déploient devant lui, les étudie comme un zoologue. Peu à peu, il met au point une vision qui lui est propre, qu’il exprime finalement en 2001, dans un livre monumental, A New Kind of Science.

Quelle est la thèse de cette somme ?
Jusqu’à présent, la science repose essentiellement sur les mathématiques. Cette alliance remonte aussi loin que Pythagore et Platon, mais c’est surtout Galilée et Newton qui lui ont donné son importance. « Le langage de Dieu, affirme ainsi Galilée, ce sont les mathématiques. »

Mais les mathématiques n’expliquent rien. Elles nous permettent de décrire un phénomène, par exemple la gravitation, mais elle ne nous disent pas pourquoi celle-ci est présente. Et les mathématiques utilisent des tas de concepts qui n’existent pas dans la nature. Comme le disait l’architecte Buckminster Fuller (inventeur, lui, d’une nouvelle sorte de géométrie, la synergétique) : « la nature n’utilise pas Pi pour fabriquer des bulles de savon. »

Pour Wolfram, l’ère des mathématiques en sciences a touché ses limites. La « nouvelle sorte de science » qui s’ouvre ne se reposera pas sur des équations, mais sur des algorithmes, des programmes. Et pas n’importe quel type de programmes. Pas des constructions compliquées exigeant des millions de lignes de codes, non. Mais des processus très courts, de quelques lignes, dont les automates cellulaires sont les meilleurs (mais non les seuls) représentants. Au final, Wolfram émet le « principe d’équivalence computationelle » : si une chose apparaît plus complexe qu’une autre, si un arbre, ou un humain, semble plus difficile à réaliser qu’un rocher, ce n’est pas parce que sa recette de base, son code fondamental, est plus élaboré. C’est que son développement conduit à une autre voie. Aucune chose n’est plus compliquée qu’une autre.

Mégalomanie

À sa sortie, NKS (c’est ainsi que le livre est bientôt surnommé) ne remporte pas l’adhésion générale, c’est le moins qu’on puisse dire. Les critiques fusent de toutes parts. On lui reproche son manque de rigueur, sa mégalomanie (Wolfram possède une grand nombre de sites web à son nom : Wolfram Research, Wolfram Science, Wolfram Mathworld et bien sûr WolframAlpha… Parcourt-il les rues de Gotham City à bord de sa Wolfram Mobile ? on ne sait..).

Il est vrai que NKS ne suit aucun des canons de la publication scientifique classique. Habituellement, lorsqu’un chercheur veut faire part de ses découvertes, il écrit d’abord des papiers dans une revue où les articles sont évalués par les pairs, qui estiment la valeur du travail effectué. Il cherche ensuite à convaincre le milieu scientifique et universitaire de la valeur de ses recherches. Enfin, peut-être publie-t-il un livre dans une maison d’édition prestigieuse, en n’omettant pas au passage de remercier l’ensemble des collègues et équipes qui l’ont aidé et sans lesquels il n’aurait jamais pu avancer. Wolfram dynamite tout cela. Il sort A New Kind of Science à compte d’auteur, loin de toute institution académique. Il en a les moyens. Quant aux remerciements, Wolfram n’en a cure. N’est-il pas le créateur du champ d’études des automates cellulaires ? Il se considère d’emblée comme l’auteur de toutes les découvertes dans ce domaine.

Wolfram a d’ailleurs un goût prononcé pour le copyright. Son livre comporte un avertissement spécifiant que les idées qui y sont présentées sont sa propriété. « Pourrait-on imaginer que Newton se soit approprié la gravitation, ou Einstein la relativité ? » proteste Jamie Hutchinson, qui brocarde le livre comme étant surtout « une nouvelle sorte de communication scientifique ».

Face à toutes ces attaques, Wolfram hausse des épaules. Il n’a guère d’estime pour l’establishment universitaire. Pour lui, ce sont les informaticiens qui sont les mieux à même de comprendre ses découvertes et c’est à eux qu’il s’adresse via ses sites web, ses séminaires et ses écrits. NKS est sorti en 2001. Après la salve d’éloges et le tollé de critiques que la publication déclencha, l’agitation, la hype encore une fois, se calma. On n’entendit plus parler de Wolfram pendant 8 ans. Jusqu’à la sortie de WolframAlpha.

En quoi ce moteur de recherche présente-t-il le moindre rapport avec NKS ? Tout d’abord, il faut se rendre à l’évidence : WolframAlpha n’est pas un moteur de recherche. D’ailleurs, il ne fouille même pas le web. Il se contente d’analyser un ensemble de sources « de confiance » telles que des encyclopédies, en fonction de la requête. Puis il calcule des résultats. La grande force de WolframAlpha, c’est donc la manière dont il interprète les questions posées et comment il sélectionne les données les plus adéquates.

Et c’est là que NKS entre en jeu. WolframAlpha cherche en fait à résoudre une question fondamentale de l’intelligence artificielle : le traitement du langage naturel. Comment une machine est-elle capable de répondre à une question posée de manière non formelle (c’est-à-dire sans employer de langage informatique). Ceux qui se sont attaqués au problème ont imaginé des projets gigantesques, pharaoniques. Par exemple Douglas Lenat a créé Cyc, un programme susceptible, selon lui, d’apprendre lentement le « sens commun » à condition de lui fournir des milliers d’informations. Les concepteurs du « web sémantique », eux, envisagent de commenter les différents documents web en leur associant des séries de « mots clés » et d’instructions de programmes grâce auxquels l’ordinateur pourra se repérer. Mais qui annotera les millions de pages web nécessaires au fonctionnement du « web sémantique » ? Pour Wolfram, la plupart des travaux en IA sur le langage sont encore dans l’ère de la scolastique médiévale nécessitant une multiplication des catégories sans réelle cohérence interne. Le grand apport de la pensée scientifique de Galilée et Newton a été de passer à un niveau d’abstraction où une foison de phénomènes apparemment sans rapport (la chute d’une pomme, la trajectoire des planètes…) se révélaient l’expression d’une même réalité descriptible à l’aide d’un petit groupe d’équations.

Donc, point n’est besoin de créer des systèmes excessivement compliqués. La pensée humaine, comme le reste de l’univers, n’est autre que le développement de programmes simples. Lorsqu’un internaute entre une question dans un WolframAlpha, ce dernier cherche dans une large population d’algorithmes celui qui correspond le mieux au cas en présence : il suffit de trouver la bonne règle dans un catalogue.

Comme l’explique Wolfram dans un entretien avec l’écrivain de SF et mathématicien Rudy Rucker, « Si la connaissance humaine est finie et qu’elle peut être réduite à quelques primitives computationnelles, le projet cesse d’apparaître comme fou. »
Dans la même interview, Wolfram révèle l’ambition profonde de WolframAlpha. « WolframAlpha n’est pas réellement un moteur de recherche, parce que nous calculons les réponses et découvrons de nouvelles vérités. Au mieux, vous pourriez le considérer comme un moteur de recherche platonicien découvrant des vérités éternelles qui n’avaient jamais été écrites auparavant. »

Puisqu’il n’existe pas, selon Wolfram, d’algorithme compliqué, que l’ensemble de la création se développe à partir de procédures très simples, il ne lui reste plus qu’à trouver le programme ultime, celui d’où est issu l’univers entier. Là encore, pas la peine d’imaginer quelque chose d’excessivement élaboré : l’ensemble du cosmos pourrait tenir, selon lui, en trois ou quatre lignes de code ! l


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