L’ordinateur, un empilement de couches d’abstraction

Le cerveau reconfiguré

Citation : Fraser, P. (2019), « Intelligence artificielle, le fantasme de la conscience », Panoramas, repères et fragments, vol. 1 n° 2, Paris : Éditions V/F, p. 73-75.


Les ordinateurs, aussi curieux que la chose puisse paraître, ne sont qu’un empilement de plusieurs couches d’abstraction, chacune dérivant ses capacités de réunir des instructions plus simples à partir d’une couche inférieure d’abstraction. Cependant, chaque couche utilise ses propres concepts distincts, chaque couche est causalement fermée, ce qui signifie qu’il est possible de comprendre le comportement d’une couche sans recourir au comportement d’une couche supérieure ou inférieure. En somme, chaque couche est totalement indépendante de l’autre, mais son intégration, peu importe le niveau où elle est intégrée, autorise éventuellement l’ajout d’autres couches.

Ce qui nous amène ici à dire que le développement d’un ordinateur est définitivement le fruit d’une incommensurable cascade de développements dans différents domaines. Pour construire une telle machine, il faut disposer d’un vaste réservoir de connaissances qu’un seul homme ne saurait posséder, car il est impératif de faire appel à des spécialistes de différentes disciplines et techniques.

La strate physique. Afin de concevoir un microprocesseur fait de silicium, on fera appel à des spécialistes de la physique des solides. Ils indiqueront comment la matière se comporte dans telles ou telles conditions au niveau atomique.

La strate électronique. Une fois qu’auront été comprises les propriétés de la matière, on fera appel à des gens possédant les compétences requises pour concevoir des composants électroniques miniaturisés tels que les transistors, les diodes et les semi-conducteurs à partir du silicium.

La strate logique. Disposant des éléments de base, il faudra les agencer de telle façon qu’il soit possible de permettre entre eux des transferts de flux électriques. C’est ce que l’on nomme les portes logiques. Lorsqu’il y a absence de courant, la représentation est un 0 et lorsqu’il y a présence de courant la représentation est un 1.

La strate machine. Les portes logiques étant désormais disponibles, il suffira de les agencer de façon à obtenir des microprocesseurs, des mémoires, des calculateurs, etc.

La strate d’assemblage. Pour que toutes les unités puissent communiquer entre elles, on devra mettre au point un langage dit d’assemblage. Celui-ci permettra de donner des instructions à la machine pour effectuer différents types d’opérations entre les différents types de composants. C’est la strate subsymbolique, c’est-à-dire l’étape sans laquelle la strate symbolique ne saurait advenir.

La strate symbolique. Afin de s’affranchir des particularités d’un processeur conçu par telle ou telle compagnie (langage machine de la strate d’assemblage), on concevra des langages formels ou de programmation tels les Basic, C++, Fortran, Pascal, Prolog, Java, etc. Ces derniers permettront de programmer des ordinateurs sans pour autant connaître les particularités d’assemblage d’un microprocesseur. Autrement dit, la strate symbolique affranchit le programmeur de tout ce qui préside à l’ordinateur lui-même.

La strate interface. Afin que les utilisateurs puissent adéquatement utiliser tout ce qui a été précédemment mentionné, il faut faire appel à des spécialistes en ergonomie et en design pour concevoir des interfaces visuelles et tactiles, l’idée étant de les affranchir de la complexité sous-jacente du produit. Le téléphone intelligent est un bon exemple.

La strate design. Afin que les utilisateurs puissent physiquement entrer en contact avec un ordinateur ou un téléphone intelligent, il est impératif de faire appel à des spécialistes de l’ergonomie manuelle.

Cette progression de strate en strate est ce que l’on nomme une montée en abstraction. C’est-à-dire que l’on devient de plus en plus indépendant du substrat de base. Par exemple, la clé de contact servant à démarrer une voiture représente l’abstraction ultime de tout ce qu’elle sous-tend. Pour conduire une voiture, il n’est absolument pas nécessaire de connaître tout ce qui préside à sa mise en œuvre. Idem pour le téléphone intelligent. Et c’est là l’une des grandes propriétés des technologies numériques : leur capacité à s’abstraire elles-mêmes pour en permettre leur utilisation. Cependant, cet empilement de couches d’abstraction conduit à un phénomène tout à fait particulier : la complexité massive.

© Pierre Fraser (Ph.D.), sociologue, 2020
© Photo entête, Futura-Sciences


Accéder au dossier de recherche

Trois étapes doivent être réalisées pour émuler le fonctionnement d’un cerveau : (i) cartographier en haute résolution un cerveau jusqu’à un niveau submicronique ; (ii) simuler en temps réel, dans un ordinateur, l’activité électrochimique de tous les neurones et de l’ensemble de toutes les connexions du cerveau qui les relient entre eux ; (iii) interfacer la simulation avec un environnement externe dans un substrat non biologique. De là, Ray Kurzweil pense qu’il sera possible, vers 2050, de télécharger un cerveau dans un ordinateur.


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