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Analogie Lavoisier Diamant charbon domaine source domaine cible neurosciences theorie sensorielle

Illustration de l'analogie d'Antoine Lavoisier, entre le charbon et le diamant.

Analogie Maxwell courant électrique theorie sensorielle

Analogie mécanique de James Clerk Maxwell pour l’écoulement du courant électrique.

Gineste analogie domaine source domaine cible neurosciences theorie sensorielle

Clarté de l'analogie entre deux domaines (Gineste, M.-D., 1997, d'après Genter, 1980).

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Pauvreté de l'analogie (Gineste, M.-D., 1997, d'après Genter, 1908).

Analogie sensorielle systeme visuel appareil photo domaine source domaine cible neurosciences theorie sensorielle

Analogie entre le système visuel et un appareil de photographie numérique. ©2013. La Théorie Sensorielle.

Gineste domaine source domaine cible neurosciences theorie sensorielle

Richesse de la projection analogique entre deux domaines (Gineste, M.-D. 1997, d'après Genter, 1980).

Gineste domaine source domaine cible neurosciences analogie theorie sensorielle

Faiblesse du niveau d'abstraction et de systématisation dans l'appariement de deux domaines. (Gineste, M.-D. 1997, d'après Genter, 1980).

Le pouvoir de l’analogie

le 13 janvier 2014 | par Philippe Roi et Tristan Girard

Depuis Aristote (1), l’analogie a reçu des acceptions qui, pour certaines, s’apparentent à la conception aristotélicienne – une identité de rapports – et pour d’autres s’en éloignent. À cela, il convient d’ajouter l’extrême diversité des situations dans lesquelles l’analogie et, par voie de conséquence, la pensée analogique ont été repérées et analysées depuis l’acquisition de connaissances jusqu’à la résolution de problèmes, en passant par la découverte scientifique, l’argumentation juridique et la conception artistique. Cependant, le noyau autour duquel s’organisent les intellections et les définitions de l’analogie demeure la ressemblance, ce qui implique une relation entre deux univers comparés. À partir de ce concept de base, l’analogie caractérise, pour certains, les propriétés objectives de chacun de ces univers. La ressemblance repose alors sur des propriétés avérées, qui permettent de souligner les similitudes, et de prédire de nouvelles propriétés pour l’un ou l’autre de ces univers. Pour d’autres, l’analogie consiste en un transfert de connaissances d’une situation à une autre, ce qui rend la nouveauté familière, en la reliant à un savoir antérieur. D’autres, encore, considèrent qu’une analogie est ce qui rend possible de comprendre une situation dans les termes d’une autre. Tous admettent cependant qu’elle s’élabore à partir d’un domaine connu, la connaissance source, et d’un domaine nouveau, la connaissance cible (2).

Le raisonnement analogique s’effectue, quant à lui, en plusieurs étapes. La première consiste à encoder la connaissance source (ou domaine de base) et la connaissance cible, autrement dit à recueillir, assimiler et synthétiser les informations à leur sujet pour en extraire les caractéristiques. La deuxième étape s’emploie à accoler la connaissance source à la connaissance cible pour identifier leurs spécificités communes. La troisième étape a pour objet de transférer certains aspects de la connaissance source vers la connaissance cible, sur la base de traits communs – une distinction étant faite entre les traits de surface, observables immédiatement, et les traits de profondeur qui ne sont pas discernables aussitôt, mais nécessitent des recherches approfondies. Une quatrième étape, enfin, consiste à justifier ce transfert en élaborant une théorie d’un niveau plus élevé que celui des deux types de connaissances.

De nombreuses découvertes scientifiques sont issues de ce procédé (3). À titre d’exemple, citons l’analogie qui permit au chimiste français Lavoisier d’établir un rapport entre le charbon et le diamant, parce que l’un et l’autre libèrent, lorsqu’on les chauffe, du gaz carbonique. Gêné par des propriétés physiques trop dissemblables, Lavoisier écrit dans son mémoire ‘Sur la destruction du diamant par le feu’ : « il serait déraisonnable sans doute de pousser cette analogie trop loin » (4). Et pourtant, quelques années plus tard en 1797, le chimiste britannique Tennant découvre que le diamant est une forme de cristallisation du carbone à l’instar du charbon. Citons aussi celle de Maxwell en 1860, qui a réellement promu l’analogie au rang de méthode scientifique, en permettant une avancée capitale dans la connaissance des phénomènes électromagnétiques (5). On ne disposait à l’époque que de théories abstraites sur les phénomènes électriques, ainsi que de quelques concepts sur les champs magnétiques – le lien entre les deux phénomènes étant loin d’être réalisé. Maxwell eut alors l’intuition d’imaginer le champ électrique sous la forme d’un fluide virtuel incompressible, dont il pouvait extrapoler les mouvements dans des termes géométriques. Il comprit que ce champ se comportait « comme un ensemble de roues, de poulies et de fluides », ce qui lui permit d’élaborer ses équations restées fameuses.

Des études ont cependant démontré que l’analogie n’est pas toujours efficace. Si elle est un moyen de rendre la nouveauté familière en la reliant à un savoir antérieur, elle n’en est pas moins subordonnée à la sélection d’un sujet source dont le contenu est établi par le concepteur de l’analogie. Il y a donc un risque important qu’une partie de cette source soit occultée, mal interprétée ou adaptée sur mesure pour le succès de la simulation. L’étape au cours de laquelle est sélectionnée la connaissance source est donc cruciale. De cette sélection dépend, en effet, la réussite du transfert analogique après sa projection.

Tout d’abord, les informations doivent se présenter comme une structure mémorisée avec précision et complétude. Disposer d’informations éparses sur un sujet ne suffit pas. Les unités d’information doivent être clairement identifiées, validées et regroupées pour constituer un ensemble rationnel. Par exemple, la nature de la lumière, ses lois de diffusion, de propagation, de réflexion, l’anatomie de l’œil, l’organisation rétinienne, ainsi que le fonctionnement des photorécepteurs, sont autant d’unités d’information qui peuvent être regroupées pour constituer une connaissance source cohérente, celle du fonctionnement de la vision, dans la perspective, par exemple, d’une analogie entre l’œil et un appareil photo numérique.

Le second ensemble de conditions, qui garantit l’efficacité de la projection de structures, concerne l’organisation de la connaissance source et de la connaissance cible. La relation d’analogie entre les deux sera d’autant plus certaine que cette configuration rassemblera plusieurs caractéristiques fondamentales. La première de ces caractéristiques est la clarté, autrement dit la précision avec laquelle chaque unité d’information du sujet source est reliée avec une et une seule unité d’information du sujet cible qui lui est analogue. Par exemple, si l’iris de l’œil peut être mis en relation avec le diaphragme d’un appareil photo numérique, il ne peut l’être qu’avec lui. De même, si nous relions les photorécepteurs de la rétine aux photocapteurs de l’appareil numérique, puisque tous deux transforment l’énergie lumineuse en potentiel électrique ou en courant, la clarté de l’analogie garantit la projection et le transfert entre les deux sujets. La deuxième caractéristique est la richesse de l’analogie liée à l’identité des fonctions et du nombre de relations unissant les concepts du domaine de connaissance. Ainsi, la richesse d’une analogie repose sur le nombre des prédicats extraits de la connaissance source, comparés à ceux de la connaissance cible. À l’inverse d’une analogie pauvre – où peu de relations sont projetées – une analogie riche implique l’existence de nombreuses corrélations entre le domaine source et le domaine cible (6). Par exemple, l’analogie entre l’œil et l’appareil photo numérique est riche, car d’autres prédicats peuvent être projetés, tels que les propriétés communes du cristallin et de la lentille frontale, du réseau neuronal rétinien et du microprocesseur d’un analyseur d’images, du nerf optique et du câble de transfert, ou encore du cortex strié et de la carte mémoire. La troisième caractéristique concerne l’ordre dans lequel la mise en correspondance des arguments est effectuée. Celui-ci peut être orienté de la surface vers la profondeur, ou inversement. Ainsi, pour reprendre l’analogie entre l’œil et l’appareil photo numérique, la projection de la source vers la cible se fera de la surface vers la profondeur, autrement dit, depuis le cristallin et l’objectif jusqu’au cortex strié et la carte mémoire, et ce afin de respecter la séquence de traitement de l’image, identique dans les deux systèmes. À l’inverse, une analogie utilisant une connaissance source telle qu’une bibliothèque pour expliquer le génome eucaryote est plus pertinente si l’on part de la profondeur pour aller vers la surface. On peut ainsi comparer les livres aux gènes, leurs introductions aux promoteurs, leurs développements aux phases codantes et les notes de bas de page aux séquences transcrites non traduites. Les rayonnages, qui supportent les livres et les rendent plus ou moins accessibles selon leur disposition, seront comparés aux chromosomes et à la distinction euchromatine/hétéro-chromatine ; la bibliothèque (avec ses livres, qui abordent des thèmes similaires, rangés sur des rayonnages différents) étant, quant à elle, comparée au noyau de la cellule (avec ses gènes de fonctions similaires dispersés parmi plusieurs chromosomes).

D’autres caractéristiques ont une grande importance dans la conception et la validité d’une analogie, en particulier sa capacité d’abstraction, dont l’idée et la théorie qui l’accompagne remontent, une fois encore, en droite ligne à Aristote (7). L’intellect, dit-il, tire des concepts ou des idées générales, de l’observation des objets concrets. Ainsi, une table, une chaise et un lit peuvent être réduits au concept abstrait de meubles. De même, à un haut niveau d’abstraction, le moule à briques, la brique, le mur, la maison, le village et la cité peuvent être réduits au concept d’architecture ou d’urbanisme. Corrélée à la notion d’abstraction, celle de mise en relief ou de hiérarchisation des propriétés des sujets concernés traduit des événements en signes pour interpréter d’autres événements. Par exemple, un panneau de signalisation représentant un homme travaillant avec une pelle nous indique la présence de travailleurs sur le bord de la route. Il nous incite aussi à ralentir pour les préserver d’un accident, à faire attention aux gravillons qui pourraient endommager le pare-brise, à fermer les vitres et à brancher le circuit interne d’aération pour ne pas être incommodés par d’éventuelles odeurs de goudron. Par conséquent, nous allons consciemment au-delà de l’information perçue sur le panneau, qui ne représente qu’un personnage de profil, à l’échine courbée, tenant une pelle dont l’extrémité est plantée dans un tas de terre.

Ce que nous voulons exprimer par l’expression « mise en relief », c’est la façon dont l’esprit catégorise des indices concernant différents sujets dans le but d’y accéder dans le temps et éventuellement d’établir des analogies susceptibles de nous aider à anticiper ou à prédire des actes ou des évènements futurs. Une fois le processus de transfert analogique achevé, c’est-à-dire la connaissance cible interprétée à partir des inférences tirées de la connaissance source, l’ultime phase de l’apprentissage commence. Les connaissances cibles et leurs solutions sont en effet mémorisées pour devenir, à leur tour, des connaissances sources qui aideront à résoudre de nouveaux problèmes. Cet apprentissage se fait en grande partie par catégorisation. Ce processus fondamental dans l’adaptation de l’homme à son environnement a pour fonction d’organiser et de classer : les objets de même nature – ou de propriétés identiques – les noms par lesquels ils sont désignés, et les représentations qui permettent de les conserver en mémoire (8). Par exemple, nous catégorisons lorsque nous regroupons sous la désignation ‘supports d’écriture’ : des tablettes d’argile, des papyrus, des parchemins, des feuilles de papier, des disquettes informatiques ou des tablettes numériques. De même, nous catégorisons lorsque nous opérons des groupements de personnes dans des classes d’équivalence, selon les traits qui les caractérisent et qu’elles ont en commun. Ces taxonomies de personnes sont relativement stables, dans la mesure où elles sont en général psychologiquement partagées par des individus qui appartiennent à une même communauté linguistique. Ainsi, l’abstraction, la mise en relief et la catégorisation d’informations auxquelles nous sommes sensibles nous permettent de construire des ensembles structurés à des niveaux de généralités ou de spécificités – bien sûr différents – selon l’avancement de nos connaissances dans un domaine. Ces trois mouvements de la pensée correspondent aux trois dimensions de la systématicité, un procédé par lequel les connaissances sont organisées dans la mémoire humaine (9).

Sur la base de ce développement, il semble que l’analogie et la catégorisation constituent l’essence même de la compréhension humaine. Or, nos travaux nous conduisent à penser qu’il existe un autre processus d’analogies sensorielles, à côté de celui, bien connu des psychologues, qui divise l’environnement en classes d’équivalence. Pour le comprendre, il faut dépasser le cadre traditionnel des études de l’analogie. La plupart des recherches en psychologie cognitive et en intelligence artificielle privilégient en effet la thèse selon laquelle l’analogie et la catégorisation sont fondées sur la ressemblance, ou plus exactement, qu’elle est une « sorte de » ressemblance entre deux domaines. De fait, les hypothèses s’articulant autour de l’interaction entre deux systèmes séparés – tels que les inventions urukéennes et les organes des sens – ont été mises à l’écart de l’investigation expérimentale et de la simulation.

En savoir plus : La Théorie Sensorielle. Tome I – Les Analogies Sensorielles.

 

NOTES
(1) Le concept d’analogie, selon Aristote, apparait principalement dans trois grands textes : le chapitre premier du premier livre des Catégories, le quatrième chapitre du premier livre de l’Ethique à Nicomaque et la deuxième partie du livre de la Métaphysique.
(2) Gineste, M.-D. (1997) Rosch, E.; Lloyd, B.B. (1978) Ramscar, M.; Pain, H. (1996).
(3) Miller, A.L. (1996)(2000).
(4) Lavoisier, A.-L. (1772).
(5) Maxwell, J.C. (1856).
(6) Gineste, M.-D. (1997).
(7) Aristote (Métaphysique II. 1077 b-1078 b).
(8) Gineste, M.-D. (1997).
(9) Gineste, M.-D. (1997).

BIBLIOGRAPHIE
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TABLE DES ILLUSTRATIONS
Illustration de la ‘page à la une’ : Montage d’image. (à gauche) denali.gsfc.nasa.gov. (à droite) infographie Girard, T.
1) Structures atomiques du graphite et du diamant : http://philippe.boeuf.pagesperso-orange.fr/robert/physique/diams.htm ; charbon brut : best-b2b.com ; diamant brut : thegraduatedemologist.com
2) Maxwell, J. C. 1861. On Physical Lines of Force. ‘Part II: The Theory of Molecular Vortices applied to Electric Currents.’
3), 4), 6) et 7) Gineste, M.-D., 1997, d’après Genter, 1980.
5) Montage photographique. Girard, T. D’après une photo de Jurveston, S. 2013. © Nikon. Avec l’aimable autorisation de la firme Nikon. Coupe du cerveau : thewayeyeseesit.com. Analogie ©2013. La Théorie Sensorielle.

 

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