Les Ombres de l’esprit : À la recherche d’une science de la conscience

482 Pages·1995·20.17 MB·French

by  Roger Penrose

la recherche
A
d'une science
de la conscience
LES OMBRES DE L'ESPRIT

ROGER PENROSE
LES OMBRES DE L'ESPRIT
A la recherche d'une science
de la conscience
Traduit de l'anglais par Christian Jeanmougin
Ouvrage traduit avec le concours
du Centre National du Livre
INTEREDITIONS
L'édition originale de cet ouvrage a été publiée en anglais par Oxford Univer-
sity Press, sous le titre Shadows of the Mind. A Search for the Missing Science of
Consciouness. Traduction publiée en accord avec Oxford University Press.
© Roger Penrose 1994.
This translation of Shadows of the Mind originally published in English in
1994 is published by arrangement with Oxford University Press.
© 1995, InterEditions, Paris, pour la traduction française.
Tous droits de traduction, d'adaptation et de reproduction par tous procédés
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feuille, 75006 Paris. Tél. [phone].
ISBN 2 7296 0558 4
Table des matières
Préface(cid:9) IX
Note au lecteur(cid:9) XIII
Prologue(cid:9) XV
Première partie : Pourquoi il faut
une nouvelle physique pour comprendre l'esprit
1. Conscience et calcul(cid:9) 3
1.1. L'esprit et la science(cid:9) 3
1.2. Les robots sauveront-ils le monde ?(cid:9) 4
1.3. L'A, B, C, D du calcul et de la pensée consciente(cid:9) 8
1.4. Physicalisme et mentalisme(cid:9) 13
1.5. Le calcul : procédure descendante et procédure ascendante(cid:9) 13
1.6. Le point de vue de C viole-t-il la thèse de Church-Turing ?(cid:9) 16
1.7. Le chaos(cid:9) 17
1.8. Le calcul analogique(cid:9) 20
1.9. Quel type d'action pourrait-il échapper au calcul ?(cid:9) 22
1.10. Qu'en est-il de l'avenir ?(cid:9) 29
1.11. Les ordinateurs ont-ils des droits et des responsabilités ?(cid:9) 31
1.12. « Connaissance immédiate », « compréhension »,
« conscience », « intelligence »(cid:9) 32
1.13. L'argumentation de John Searle(cid:9) 36
1.14. Quelques difficultés soulevées par le modèle numérique(cid:9) 37
1.15. Les insuffisances actuelles de l'IA favorisent-elles le point
de vue 6' ?(cid:9) 39
1.16. Une argumentation inspirée par le théorème de Gödel(cid:9) 43
1.17. Platonisme ou mysticisme ?(cid:9) 45
1.18. Pourquoi considérer la compréhension mathématique ?(cid:9) 46
1.19. Quel est le lien entre le théorème de Gödel et
le comportement de sens commun ?(cid:9) 48
VI (cid:9) Table des matières
(cid:9)
1.20. Visualisation mentale et réalité virtuelle 52
(cid:9)
1.21. L'image mathématique est-elle non algorithmique ? 54
2.L e raisonnement gödelien (cid:9) 57
2.1. Théorème de Gödel et machines de Turing(cid:9) 57
2.2. Calculs(cid:9) 59
2.3. Des calculs qui ne s'arrêtent pas(cid:9) 60
2.4. Comment décidons-nous que certains calculs
ne s'arrêtent jamais ?(cid:9) 61
2.5. Familles de calculs ; la conclusion G de Gödel-Turing(cid:9) 65
2.6. Les objections techniques que l'on peut opposer à g"(cid:9) 70
2.7. Quelques considérations mathématiques plus profondes(cid:9) 80
2.8. La condition d'w-consistance(cid:9) 83
2.9. Systèmes formels et démonstration algorithmique(cid:9) 85
2.10. Quelques autres objections techniques soulevées contre g'(cid:9) 88
Appendice A: Gödelisation à l'aide d'une machine de Turing :
construction explicite(cid:9) 108
3.L a non-calculabilité de la pensée mathématique(cid:9) 117
3.1. Ce que pensaient Gödel et Turing(cid:9) 117
3.2. Peut-on savoir si un algorithme non sûr simule
la compréhension mathématique ?(cid:9) 120
3.3. Un algorithme connaissable peut-il simuler, sans qu'on le sache,
la compréhension mathématique ?(cid:9) 122
3.4. Les mathématiciens utilisent-ils inconsciemment
un algorithme qui n'est pas sûr ?(cid:9) 127
3.5. Un algorithme peut-il être inconnaissable ?(cid:9) 131
3.6. Sélection naturelle ou acte divin ?(cid:9) 134
3.7. Combien d'algorithmes ?(cid:9) 135
3.8. Sélection naturelle des mathématiciens idéalistes et éthérés(cid:9) 137
3.9. Des algorithmes capables d'apprendre(cid:9) 140
3.10. L'environnement peut-il fournir un facteur externe
non algothimique ?(cid:9) 142
3.11. Comment un robot peut-il apprendre ?(cid:9) 144
3.12. Un robot peut-il avoir des « convictions mathématiques
inébranlables » ?(cid:9) 146
3.13. Les mécanismes sous-jacents aux raisonnements mathématiques
des robots(cid:9) 149
3.14. La contradiction fondamentale(cid:9) 152
3.15. Comment lever cette contradiction ?(cid:9) 153
3.16. Le robot doit-il croire en M?(cid:9) 154
3.17. Des erreurs du robot et du sens de ses assertions te(cid:9) 157
3.18. Comment intégrer les ingrédients aléatoires ; ensemble de
l'activité de tous les robots(cid:9) 159
3.19. La suppression des assertions erronées(cid:9) 160
3.20. On peut se limiter à un nombre fini d'assertions te(cid:9) 163
Table des matières (cid:9) VII
3.21. Les contraintes sont-elles suffisantes ?(cid:9) 166
3.22. Le chaos peut-il sauver le modèle numérique de l'esprit ?(cid:9) 168
3.23. Raisonnement par l'absurde : un dialogue imaginaire(cid:9) 169
3.24. Avons-nous utilisé un raisonnement paradoxal ?(cid:9) 179
3.25. La complexité des démonstrations mathématiques(cid:9) 182
3.26. Rupture algorithmique des boucles(cid:9) 185
3.27. Algorithmes descendants ou ascendants ?(cid:9) 188
3.28. Conclusions(cid:9) 190
Deuxième partie :
Quelle nouvelle physique pour comprendre l'esprit ?
4.L e statut de l'esprit dans la physique classique(cid:9) 201
4.1. Esprit et lois de la physique(cid:9) 201
4.2. La calculabilité et le chaos dans la physique actuelle(cid:9) 203
4.3. La conscience : une nouvelle physique ou un « phénomène
émergent » ?(cid:9) 204
4.4. L'inclinaison des cônes de lumière(cid:9) 205
4.5. Calcul et physique(cid:9) 215
5.L a structure du monde quantique(cid:9) 225
5.1. La théorie quantique : mystères et paradoxes(cid:9) 225
5.2. Le problème d'Elitzur-Vaidman (cid:9) 227
5.3. Les dodécaèdres magiques(cid:9) 229
5.4. Le statut expérimental des énigmes-Y de type EPR (cid:9) 234
5.5. Les fondements mathématiques de la théorie quantique :
une histoire extraordinaire(cid:9) 237
5.6. Les règles fondamentales de la théorie quantique(cid:9) 245
5.7. L'évolution unitaire U (cid:9) 247
5.8. La réduction R du vecteur d'état(cid:9) 251
5.9. Solution du problème d'Elitzur-Vaidman (cid:9) 256
5.10. Théorie quantique du spin ; la sphère de Riemann (cid:9) 258
5.11. Position et quantité de mouvement d'une particule(cid:9) 265
5.12. L'espace de Hilbert(cid:9) 267
5.13. Description de R dans l'espace de Hilbert(cid:9) 271
5.14. Mesures commutatives(cid:9) 274
5.15. Le « et » quantique(cid:9) 275
5.16. Orthogonalité des états produits(cid:9) 277
5.17. L'emmêlement quantique(cid:9) 278
5.18. Les dodécaèdres magiques : solution (cid:9) 284
Appendice B : La non-colorabilité du dodécaèdre(cid:9) 289
Appendice C : L'orthogonalité des états de spin généralisés(cid:9) 290
6.Th éorie quantique et réalité(cid:9) 295
6.1. R est-elle un processus réel ?(cid:9) 295
6.2. Le point de vue de type mondes multiples(cid:9) 298
VIII (cid:9) Table des matières
6.3. Faut-il prendre I» au sérieux ?(cid:9) 301
6.4. La matrice densité(cid:9) 304
6.5. Matrices densité pour paires EPR (cid:9) 309
6.6. Une explication EP de R?(cid:9) 312
6.7. L'approche EP permet-elle d'expliquer la règle du module
au carré ?(cid:9) 317
6.8. Est-ce la conscience qui réduit le vecteur d'état ?(cid:9) 318
6.9. Où l'on prend I te) vraiment au sérieux (cid:9) 319
6.10. La réduction du vecteur d'état est-elle induite
par la gravitation ?(cid:9) 323
6.11. Les unités absolues(cid:9) 326
6.12. Le nouveau critère(cid:9) 328
7.T héorie quantique et fonctionnement du cerveau(cid:9) 337
7.1. Le fonctionnement du cerveau met-il en jeu une action
quantique macroscopique ?(cid:9) 337
7.2. Neurones, synapses et ordinateurs(cid:9) 341
7.3. Le calcul quantique(cid:9) 344
7.4. Cytosquelettes et microtubules(cid:9) 346
7.5. Une cohérence quantique au sein des microtubules ?(cid:9) 356
7.6. Microtubules et conscience(cid:9) 358
7.7. Un modèle pour l'esprit ?(cid:9) 360
7.8. La non-calculabilité en gravitation quantique : 1(cid:9) 366
7.9. Machines-oracles et lois physiques(cid:9) 368
7.10. La non-calculabilité en gravitation quantique 2(cid:9) 370
7.11. Temps et perceptions conscientes(cid:9) 372
7.12. EPR et le temps : la nécessité d'une nouvelle vision du monde 377
8.Q uelles conséquences ?(cid:9) 381
8.1. Des « dispositifs » artificiellement intelligents(cid:9) 381
8.2. Ce que les ordinateurs font bien — et moins bien(cid:9) 384
8.3. Esthétique, etc.(cid:9) 387
8.4. Quelques dangers inhérents à l'informatique(cid:9) 389
8.5. L'élection truquée(cid:9) 391
8.6. La conscience d'un phénomène physique ?(cid:9) 394
8.7. Trois mondes et trois mystères(cid:9) 399
Épilogue(cid:9) 409
Notes(cid:9) 411
Remerciements(cid:9) 423
Crédits des illustrations(cid:9) 425
Bibliographie(cid:9) 427
Index(cid:9) 449
Préface
Ce livre peut, en un sens, être considéré comme une suite à l'Esprit, l'ordi-
nateur et les lois de la physique( qui sera noté en abrégé EOLP). En fait, il déve-
loppe le thème initié dans EOLP, mais ce que je dirai ici peut être lu tout à
fait indépendamment de ce premier livre. À l'origine, j'ai voulu revenir sur ce
sujet en partie pour répondre en détail à un certain nombre de questions et de
critiques concernant EOLP. Toutefois, les arguments que je développe ici for-
ment un tout autonome et explorent des idées nouvelles allant bien au-delà de
celles contenues dans EOLP. L'une des thèses centrales de ce livre était que la
conscience nous permet d'accomplir des actions irréductibles à toute forme
d'activité de calcul. Cette idée était cependant plus ou moins présentée
comme une simple hypothèse, et je suis resté assez vague sur les processus pou-
vant se ranger sous la rubrique « activité de calcul ». Ce nouveau livre offre ce
que je crois être une argumentation bien plus rigoureuse et féconde, qui
s'applique à tous les processus de calcul. En outre, je suggère ici, avec plus de
crédibilité que dans EOLP, l'existence, dans le cerveau, d'un mécanisme dont
l'action physique non réductible au calcul sous-tendrait notre comportement
conscient.
Mon argumentation comprend deux aspects distincts. Le premier est essen-
tiellement négatif dans la mesure où il s'oppose fermement au point de vue
général selon lequel nos états mentaux conscients — dans leurs diverses mani-
festations — admettraient en principe une interprétation en termes de modè-
les numériques. Le second aspect, plus constructif, correspond à une authen-
tique recherche des moyens par lesquels — compte tenu des contraintes
imposées par les faits purement scientifiques — le cerveau pourrait utiliser des
principes physiques subtils et encore largement inconnus pour accomplir ces
actions non réductibles au calcul.
Conformément à cette dichotomie, ce livre se présente en deux parties. La
première est une analyse complète et détaillée, étayant fortement ma thèse
selon laquelle la conscience, telle qu'elle se manifeste dans cet attribut humain