La géométrie cognitive est-elle une science ?

La géométrie cognitive est-elle une science ?

1 : Introduction

Les sciences cognitives, regroupement interdisciplinaire de diverses sciences autour des problématiques de la cognition, sont le plus souvent expérimentales. Notamment, les paradigmes expérimentaux en psychologie cognitive sont fondés sur des mesures comportementales directes (e.g. le suivi du regard, cf. Buswell, 1937) ou indirectes (e.g. l’amorçage, cf. Tulving & Schacter, 1990), ou liées à l’activité cérébrale, via l’imagerie fonctionnelle, (cf. e.g. Huettel & al., 2004). Cette approche, est un héritage du béhaviorisme (cf. Pavlov, 1927 ; Watson, 1928 ; Skinner, 1963) : depuis les stimuli mesurables qui entrent dans la boîte noire (i.e. l’esprit) jusqu’aux comportements mesurables qui en résultent, on pensait qu’une telle boîte noire serait nécessairement et définitivement soustraite à la science.

Mais depuis quelques décennies, les sciences cognitives ont apporté un grand nombre d’arguments qui ont permis de regarder à l’intérieur de ladite boîte noire, grâce à de nouvelles approches qui permettent d’inférer des données internes sur la base de signaux externes[1]. Nous voudrions aller plus loin. De Descartes (voir la traduction Passions of the soul, 1989), nous conserverons la notion d’une substance étendue, l’âme, ou l’esprit ; et de Fodor, nous conserverons la notion de modularité de l’esprit (cf. Fodor, 1983)

Notre nouveau cadre théorique, la « géométrie cognitive », est à la croisée de notre croyance motivée par le fait que l’esprit serait étendu dans notre propre espace tridimensionnel, et de notre conviction en la calculabilité géométrique des mécanismes de l’esprit. Cette géométrie, proprement cognitive, est-elle scientifique ? Notre approche pour tenter de répondre à cette question ne sera pas épistémologique et philosophique. Nous ne la traiterons pas « en général », mais au contraire, nous prendrons un exemple psycholinguistique, et nous verrons comment un modèle géo-cognitif peut mettre en relation l’attention et le niveau de langage parlé. Un tel modèle peut-il vraiment prédire un résultat expérimental ? Si tel est le cas, il sera alors possible de valider expérimentalement cette prédiction, ou au contraire, de la réfuter. Rendre un modèle essentiellement introspectif « réfutable », ou falsifiable, est le critère de scientificité que nous retiendrons à la suite des travaux de Popper (cf. e.g. Popper, 1963).

La section 2 établit un bref état de l’art concernant la question de l’attention en psychologie cognitive, puis dans le domaine particulier de la production du langage parlé. La section 3 introduit un nouveau cadre théorique, la géométrie cognitive. La section 4 illustre la géométrie cognitive par un modèle sur la relation spatiale reliant l’attention et la production du langage parlé. La section 5 revient à la psycholinguistique, en proposant un protocole expérimental pour tester l’hypothèse géo-cognitive. La section 6 s’interroge sur les résultats d’une expérimentation éventuelle[2] : est-elle a priori incapable d’apporter des informations tangibles sur une création introspective, ou au contraire, serait-elle effectivement en mesure de valider ou de falsifier le modèle géo-cognitif sous-jacent ? Dans ce dernier cas, nous aurions le critère de scientificité recherché. La section 7 conclura ce travail en proposant de nouvelles pistes de recherches, à la fois psychologiques et informatiques, mais toujours géo-cognitive.

2 : L’attention et la production de langage parlé

Qu’est-ce que l’attention ? Terme employé dans la vie courante, l’attention est aussi un concept en psychologie expérimentale, dont la première définition remonte à (James & al., en 1890) : « L’attention est la prise de possession par l’esprit, sous une forme claire et vive, d’un objet ou d’une suite de pensées parmi plusieurs qui semblent possibles. […] Elle implique le retrait de certains objets afin de traiter plus efficacement les autres » (p 403-404).

Comme le remarque Dehaene[3] , cette définition mêle les notions d’accès et de sélection. Par « prise de possession par l’esprit », Dehaene parle d’accès à la conscience, ce qui n’est pas précisément l’attention, mais plus la focalisation de l’attention sur un objet donné. L’idée d’une sélection « retrait de certains objets », recoupe quant à elle la notion de filtre attentionnel, mis en avant pour la première fois par Broadbent[4]: l’attention serait un goulot d’étranglement où seuls les stimuli les plus vifs sont pris en charge par l’esprit conscient.

Cette découverte a conduit (Norman & Shallice, en 1986) à théoriser la notion de ressources attentionnelles : nous avons tous un « capital d’attention limité » pour traiter l’information pertinente. Les ressources attentionnelles sont testées par le paradigme de la « tâche concurrente » ou « double-tâche » (cf. Sada & al., 1995) : si le sujet se concentre sur une tâche principale, la majorité de ses ressources attentionnelles seront mobilisées sur cette tâche, mais s’il doit effectuer une autre tâche concurrente, ses performances vont chuter.

Dans le cas d’une tâche de fluence, et ce de par la consigne qui est donnée au sujet, l’attention va être soutenue sur la production du langage parlé. Un proche voisin du paradigme de la tâche concurrente serait l’effet d’un perturbateur sensoriel sur la tâche principale. La production de langage parlé par un adulte est massivement automatisée, et à ce titre, requiert peu de ressources attentionnelles. Il serait intéressant d’explorer la gestion de ces ressources grâce à un paradigme expérimental où les ressources allouées à la fluence seraient subitement déplacées vers un distracteur sonore. On peut supposer qu’après une chute des performances langagières, l’attention se relocaliserait sur la tâche de fluence.

3 : Un nouveau cadre théorique, la géométrie cognitive

Loin du postulat réductionniste tel que le proposent par exemple Oppenheim & Putman, en 1958, l’idée est maintenant bien établie et partagée en philosophie de l’esprit que les qualia, définis comme des unités subjectives de stimuli particuliers, rendent notre expérience du monde vive, sensible et subjective, et sont définitivement distincts du système nerveux tant central que périphérique (cf. l’émergentisme de Mill, 1995)  Comment peut-on cependant les atteindre ? Est-ce que l’introspection a encore une place en sciences ? Dans le but d’obtenir des modèles introspectifs, quoique scientifiques, le meilleur moyen serait que ces modèles soient prédictifs et donc, falsifiables – définition de la science depuis Popper, 1963.

Le recours à l’introspection est le moyen le plus immédiat pour construire des modèles de l’esprit. Si ces modèles peuvent être prédictifs et falsifiables, la philosophie de l’esprit et la psychologie expérimentale seront associées en une unique approche, de telle sorte qu’une science établie puisse valider ou falsifier une science neuve, la géométrie cognitive.

3.2 : Le problème de la relation entre le corps et l’esprit

Aussi, c’est l’esprit lui-même qui seul pourrait sonder sa nature intime. Cette méthode, typiquement cartésienne[5], possède pour avantage de parler d’un objet de l’intérieur. L’esprit, immédiat à lui-même, semble être le sujet adéquat pour parler de cet objet. Les neurosciences ont fait ces dernières décennies de spectaculaires progrès, mais elles ne parlent pas de l’esprit, ou alors d’une façon très médiate. Elles possèdent pour objet le cerveau, i.e. nous sommes tout un organe de notre corporalité.

La recherche actuelle en philosophie de l’esprit les philosophes Kim, et Chalmers restent focalisés sur le physicalisme, avatar moderne du matérialisme, qui propose de nombreuses solutions possibles au problème de la relation entre le corps et l’esprit, mais qui exclut systématiquement la possibilité d’une substance propre à l’esprit.

Pourtant, dans le domaine fructueux des sciences cognitives, le paradigme historique sur cette question est le fonctionnalisme (cf. Piccinini, 2004)[6], qui suppose que les états mentaux sont une propriété du système nerveux. En cela, les sciences cognitives reconnaissent historiquement l’existence indépendante des « états mentaux », quoique sans préciser leur nature intime. Cela se comprend, car se prononcer sur cette nature revient rapidement à se prononcer aussi sur le problème de la connexion entre le corps et l’esprit.

Ce problème est fondamentalement le problème de l’interaction. Que l’esprit existe et qu’il ait une existence irréductible à la matière, peu sont ceux qui en doutent encore. Il faut donc que l’esprit ait un point de connexion avec le corps. C’est un corollaire à l’existence propre de l’esprit. À notre sens, personne n’a trouvé de solution à ce problème qui surpasse celle de Descartes. Il ne s’agit pas de revenir à la théorie ancienne de la glande pinéale, connexion du corps et de l’âme, en réalité glande neuroendocrine de la mélatonine, mais de reconsidérer, sous un jour nouveau, le dualisme des substances.

Celui qui tient pour acquis l’existence de l’esprit comme entité propre, à la suite des sciences cognitives dans leur ensemble, doit admettre de buter sur l’aporie de l’interaction entre le corps et l’esprit. Si on croit que ce problème est insoluble, comme le propose Chalmers,[7] , mais qu’on désire malgré tout trancher la question, il faut recourir au rasoir d’Ockam[8] : entre plusieurs solutions d’un même problème et au même pouvoir explicatif, il faut toujours choisir la solution la plus simple d’un point de vue conceptuel. En référer au rasoir d’Ockam concernant le problème de la relation entre le corps et l’esprit permettrait d’admettre quelque chose qu’on ne peut pas démontrer, en essayant de soulager au maximum la tension théorique qui sépare le corps de l’esprit.

Nous savons que le corps occupe un espace : il est extensif. Parce qu’il est extensif, il est substantiel : la substance du corps. Comment une réalité extensive et substantielle pourrait se connecter à un principe étranger à ces caractéristiques ? L’esprit serait, lui aussi, extensif. De là, il serait une substance : la substance de l’esprit. Nous avons donc deux substances en interaction, définition du dualisme cartésien.

L’esprit serait donc substantiel et extensif, comme le prétendait déjà Descartes dans ses Passions de l’âme. Partant de ce postulat, glissons de la philosophie de l’esprit à une deuxième science cognitive, la psychologie, afin d’explorer les surprenantes conséquences de cette première conclusion.

3.3 : Vers une nouvelle modularité de l’esprit

En 1983,Jerry Fodorintroduisait en psychologie cognitive la notion de « modularité de l’esprit ». Il s’ensuivit des centaines de modèles, qu’une boutade estudiantine qualifia de « boxologies » – le discours sur les boîtes et autres flèches. Ces boîtes, pour Fodor, sont des modules, c’est-à-dire, avec les mots de l’auteur, « des systèmes cognitifs computationnellement autonomes […] avec cloisonnement informationnel » ou « encapsulation » suivant les traductions.

Reprenons cette définition pas à pas. Il n’y a pas un « système cognitif », mais en effet, plusieurs, voire beaucoup, dont la subtile interaction résume l’esprit entier. Un module est computationnellement autonome. Cela signifie qu’il effectue un calcul par lui-même. Cela signifie, en fait, qu’il possède une entrée informationnelle, et qu’après transformation de cette information par le module, il possède une sortie pour l’information calculée. L’idée d’encapsulation consiste à insister sur l’autonomie computationnelle des modules.

L’esprit, comme le corps qui est extensif, occupe un volume (cf. section 3.2). Après avoir suivi Descartes, suivons Fodor pour reprendre l’idée de cloisonnement informationnel des modules. Ce cloisonnement ne serait constitué que de « parois », au sens le plus immédiat et le plus concret du terme. Les modules, tels que définis et étudiés par la psychologie cognitive depuis presque soixante-dix ans, seraient en fait des volumes, séparés de leur environnement par une cloison.

Comme nous possédons l’organe du foie qui est séparé des autres organes on peut croire que la mémoire, par exemple, est un volume particulier dans l’esprit, possédant des sous-modules (mémoires déclarative et non déclarative), et ainsi de suite. Si l’esprit occupe un espace, et s’il est habité par des modules qui font son activité, si encore ces modules sont des volumes encapsulés, et si enfin, comme nous le proposons, les modules de l’esprit sont en interaction par leurs mouvements réciproques, alors une nouvelle approche des sciences cognitives est ou sera nécessaire : la géométrie cognitive.

3.3.2 : La géométrie cognitive

Cette nouvelle approche de la psychologie cognitive possède quelques principes :

1.     La géométrie cognitive manipule les mêmes modules que la psychologie cognitive.

2.     Les modules géo-cognitifs sont des volumes contenant de l’information qui baigne dans de la substance d’esprit.

3.     Les modules géo-cognitifs sont interconnectés et emboîtés, du plus petit au plus grand, jusqu’à l’esprit entier.

4.     Un module géo-cognitif est une unité autonome de traitement de l’information :

a.      Le traitement de l’information EST le mouvement du module.

b.     L’entrée de ce traitement est causée par le mouvement d’autres modules

c.      La sortie de ce traitement est la conséquence du mouvement d’autres modules.

5.     Un modèle de géométrie cognitive est la rencontre d’une théorisation modulaire de psychologie cognitive avec sa modélisation en trois dimensions, chaque module étant un volume

6.     La géométrie cognitive est expérimentale :

a.      Les variables sont des mouvements-causes que l’on manipule.

b.     Le phénomène étudié est le mouvement du module sur lequel les conséquences des variables sont observées

7.     Un modèle géo-cognitif, s’il est expérimentalement validé, est une architecture algorithmique permettant la programmation de ce modèle.

a.      Une intelligence artificielle simulant l’esprit humain serait la somme des différents modules géo-cognitifs de l’esprit.

b.     La géométrie cognitive serait une chance pour l’intelligence artificielle, permettant d’élaborer des programmes ultrarapides, puisque fondés sur des relations géométriques simples.

Voici l’ensemble des principes fondateurs de la géométrie cognitive. Comme indiqué, la géométrie cognitive peut être expérimentale et, à ce titre, elle pourrait être prédictive. C’est ce que nous voudrions illustrer ici afin d’appuyer ces principes fondateurs et à travers eux, la géométrie cognitive.

3.4 : La mesure de l’esprit

Pour mesurer l’esprit, un modèle géométrique est nécessaire. Au moyen d’une observation introspective, on peut produire un modèle géo-cognitif tridimensionnel. Les centimètres ne sont pas adéquats pour mesurer ce modèle. Cependant, sachant qu’un modèle géo-cognitif est dynamique, on peut exprimer des longueurs (ou des angles, des surfaces, des volumes, etc.).

Il en résulte des équations, dans la mesure où une ou plusieurs variables ont des conséquences géométriques sur d’autres paramètres. Dans de telles équations, les variables peuvent entrer dans un plan de psychologie expérimentale. Ainsi, mesurer l’esprit dans un modèle de géométrie cognitive conduit à des prédictions expérimentales, telles que la mesure de la fluence et l’attention verbale. Plus encore en étant optimiste mesurer le potentiel créatif de chacun, mais nous étudierons le modèle géo-cognitif mettant spatialement en relation l’attention et la production du langage parlé.

4 : Modèle géo-cognitif de la relation entre l’attention et la production du langage parlé


4.1 : Présentation du système, état de repos et dynamique

Considérons premièrement la figure 1 ci-dessous :

figure 1 : le cube de la production du langage parlé à l’état de tension et de dilatation de l’interstice. La figure 1 est un modèle géo-cognitif possible de la production du langage parlé à son état de dilatation. Le cube contient deux sphères concentriques et un cône tronqué à sa droite et le cône est le module de l’attention. Pour les schémas suivants, nous les représenterons par des coupes transversales en deux dimensions.

Le cône tronqué dans ce cube voit son volume augmenter ou diminuer. Ce faisant, il agit comme un levier de force sur la petite sphère (que nous nommerons le noyau), dont le diamètre augmente ou diminue, tandis que la grosse sphère possède un diamètre constant. Considérons la figure 2 pour mieux visualiser cet effet du cône tronqué sur les sphères :

figure 2 : la dynamique du cube de la production du langage parlé. A est l’état de repos du système (cf. figure 1). Quand le volume du cône augmente, cf. B, il diminue le diamètre du noyau, conduisant à concentrer sa substance et à diluer celle de l’interstice (à l’extérieur du noyau, mais dans la grande sphère). Au contraire, quand le volume du cône diminue, cf. C, il augmente le diamètre du noyau, conduisant à diluer sa substance et à concentrer celle de l’interstice.

Comme on peut le voir dans la figure 2, le cône tronqué a une action sur la densité relative des deux sphères concentriques, la grosse et le « noyau ». Quand le cône voit son volume augmenter (cf. figure 2, B) à partir de l’état de repos (cf. figure 2, A), il fait augmenter le diamètre du noyau. Dans ce cas, il y a une tension entre le noyau, dont la substance est concentrée, et l’ « interstice » (l’intervalle entre le noyau et la plus grosse sphère), dont la substance est diluée. Cette tension est une force qui pousse le système à revenir à son état de repos.

Inversement, pour le cas C de la figure 2, le volume du cône diminue, causant donc le grossissement du noyau, dont la substance est diluée, tandis que la substance de l’interstice est concentrée. Il en résulte encore, d’une façon similaire, mais inversée, une tension entre le noyau et l’interstice, qui agit comme une force pour retrouver l’état de repos. La prochaine section apporte l’interprétation cognitive de ce modèle et de ses éléments.

4.2 : L’interprétation cognitive du système

Plus le volume du cône tronqué est important, plus l’attention est focalisée sur la production du langage parlé : ce cône tronqué est le cône qui permet de mesurer l’attention. Inversement, plus le volume du cône diminue, moins l’attention est focalisée sur la production du langage parlé. Le noyau produit le langage parlé. La densité du noyau conduit à une production du langage parlé de haut niveau, tandis que plus sa substance est diluée, plus la production de langage parlé est pauvre.

La grande sphère est un cadre constant qui contient le noyau. Sa fonction consiste à produire un effet d’allers et venues : quand l’interstice est plus dense, ou moins dense qu’à l’état de repos, la grande sphère agit sur le noyau en l’amenant à retrouver son état de repos. Après, le cône de l’attention va perturber de nouveau ce système d’allers et venues. Le cube de la production du langage parlé est la forme globale. Il est un simple sous-système du mécanisme global de l’esprit, sur lequel on se focalise ici.

4.3 : La métrique cognitive du système

La tension du noyau, comme nous venons juste de le voir plus haut, est le niveau de la production du langage parlé. Comment mesurer le niveau de production de la parole ? En analysant la retranscription écrite d’un enregistrement du langage parlé, nous combinerons deux mesures, le taux de vocabulaire ? combien de mots de vocabulaire différents pour un nombre donné de mots parlés ?, et la fluence ? combien de mots parlés pour un certain laps de temps. L’indice obtenu sera donc un quotient de vocabulaire par unité de temps. Il nous servira à mesurer le niveau de production du langage parlé.

Concernant le cône de l’attention (dont les mouvements sont des causes), il faut contrôler le niveau d’attention. Pour cela, nous perturberons la tâche de fluence avec différents distracteurs auditifs. On suppose que plus le distracteur est pénible à entendre, plus l’attention normalement focalisée sur la tâche de fluence se divisera entre la tâche et le distracteur, de sorte que les différents distracteurs sonores aient pour effet de consommer une partie des ressources cognitives, et, de là, diminuer le niveau d’attention sur la tâche de fluence.

Ainsi, on pourra contrôler la diminution du volume du cône de l’attention, et, donc, logiquement, observer l’effet sur le volume du noyau, cognitivement mesuré par le quotient vocabulaire/temps.

4.4 : La métrique géométrique du système

Comme on peut déjà le voir dans la figure 2, le diamètre du noyau est une fonction affine du diamètre du cercle de base du cône. Reprenons cela plus clairement avec la figure 3 :

Figure 3 : le diamètre du noyau est une fonction affine du diamètre du cercle de base du cône. Le côté du cube a pour valeur arbitraire a. À gauche de la figure, le diamètre du cercle de base du cône est a/4, tandis qu’il est de 3a/4 pour le côté droit de la figure. En même temps, la valeur résultante du diamètre du noyau est a/4 à gauche de la figure et a/8 à sa droite.

Plus le cône tronqué est gros, plus l’attention est soutenue. Plus le noyau est dense et petit, plus le langage parlé sera d’un bon quotient vocabulaire/temps. La relation entre un haut niveau d’attention et un haut niveau de langage parlé est donc à mesurer avec d’une part le diamètre du cercle de base du cône tronqué, et d’autre part avec le diamètre du cercle moins le diamètre du noyau. Cette relation se mesure comme une fonction affine.

Cette figure fournit deux couples de valeurs, ce qui est suffisant pour calculer l’équation d’une fonction affine. Comme on peut le vérifier dans l’Annexe A, en se basant sur la valeur a du côté du cube, cette équation est :

Équation (1) : le diamètre de la sphère moins celui du noyau, y, est fonction linéaire du diamètre de la base du cône, x

Grâce à cette équation qui mesure l’aspect géométrique du modèle, son aspect cognitif est rendu prédictif, comme nous allons le voir dans la prochaine section.

4.5 : Prédictions du modèle

L’équation (1), fournit plusieurs informations :

1.     Le niveau de la production du langage, y, est une fonction affine du niveau d’attention, x.

2.     Quand x augmente, y augmente aussi, et inversement.

3.     Le domaine de validité de x est l’ensemble] 0, a [

4.     Les valeurs résultantes de y appartiennent à l’ensemble] 0, a/2 [

En nous basant sur ces informations, nous proposons une seconde équation :

dans laquelle y, le niveau de la production du langage est une fonction affine de x, le niveau d’attention, tel que x soit défini sur] 0 ; a [, et que les paramètres a et b soient tels que a appartienne à] 0 ; 1 /2 [et b = 0

L’équation (2) est dérivée de l’équation (1). L’équation (2) est dans sa forme générale une fonction affine. Le domaine de validité de la fonction est] 0 ; a [, parce que x ne peut théoriquement atteindre ni 0 (car alors il n’y aurait plus de cône ni d’interstice, le noyau prenant toute la place), ni a, car alors, la base sur cône tronqué toucherait les quatre centres des quatre côtés du carré droit du cube, et ainsi le noyau serait réduit à un point.

Cette dernière situation est impossible, car la substance contenue dans le noyau est fixe, et la diminution du volume du noyau provoque une densification de cette substance. S’il était réduit à un point, sa densité serait infinie, ce qui n’est pas possible. Inversement, si x devait valoir 0, c’est l’interstice entre le noyau et la sphère qui aurait alors une densité infinie, situation impossible pour les mêmes raisons.

L’équation (2) affirme aussi que a est compris entre] 0, 1 /2[. En effet, dans l’équation (1) suppose qu’a vaut 1 /2. C’est la valeur maximale de a, car si a > 1 /2, nous obtiendrions quand x tend vers a, une valeur de y > a/2. Sachant que y est la valeur constante du diamètre de la sphère (a/2) moins le diamètre du noyau, cela signifierait que le diamètre du noyau aurait une valeur négative, ce qui est un non-sens géo-cognitif. De même, si a avait 0 pour valeur, l’équation (2) deviendrait « y = b » : elle ne serait plus fonction de x, et ainsi, l’attention n’aurait plus aucun rôle à jouer, dans le niveau de langage parlé, postulat opposé à ce modèle.

Enfin, b = 0. Sachant que dans l’équation (2), b est la valeur de y à l’ordonnée, une valeur positive reviendrait à une production de langage parlé alors que l’attention serait théoriquement nulle, et une valeur négative serait dénuée de sens, car l’indice du le langage parlé (quotient vocabulaire/temps) ne peut être que positif ou nul en cas de mutisme. Il faut donc que b valle 0.

La figure 4 ci-dessous récapitule ces données prédictives :

figure 4 : prédiction du modèle géo-cognitif, la zone verte. Les prédictions du modèle géo-cognitif sont validées si la relation entre le niveau d’attention et le niveau de langage parlé est une fonction affine qui peut se tracer dans la zone verte. Sinon, le modèle est falsifié. La droite partant de zéro ne doit pas « toucher les bords » de la zone de validation, en rouge sur la figure.

La figure 4 est une représentation visuelle de l’équation (2). Sachant que x varie dans] 0 ; a [, la droite expérimentalement obtenue sera ou ne sera pas dans la zone verte, offrant ainsi au modèle introspectif la possibilité d’être falsifié, critère de scientificité de Popper.

Avec a comme référence pour mesurer le modèle géométrique, les nombres a et b, que nous nommons « paramètres », jouent deux rôles. Premièrement, ils sont le cadre à l’intérieur duquel la prédiction peut être testée. Par ailleurs, si b = 0, a est imprécis – raison pour laquelle il existe une « zone verte » dans la figure 4, et non une simple droite, comme dans l’équation brute (1). L’expérimentation permettra de placer un nuage de points dans le carré de la figure 4. Une droite de régression linéaire redonnerait des valeurs précises à a et b, ce qui permettra en retour d’apporter des informations sur la façon précise, dont le cône du langage, agit sur le noyau.

Pour récapituler, le modèle est falsifié si :

1.     Il est impossible de faire une régression linéaire.

2.     Si 1 OK à la droite de régression linéaire de forme y = ax + b ne passe pas significativement par (0, 0), i.e. si b est significativement différent de 0

3.     Si 2 OK à la droite de régression linéaire de forme y = a x possède a significativement supérieur ou égal à 1 /2 ou significativement négatif ou nul.

5 : L’effet de distracteurs sonores sur une tâche de fluence libre

Une tâche de fluence libre permettrait de tester la dynamique du modèle. En effet, l’usage d’une tâche de fluence mobilisant beaucoup de ressources cognitives, par exemple l’énumération de légumes, conduirait l’attention à être soutenue le temps de la tâche : le noyau géo-cognitif serait tendu de force par le cône l’attention. Au contraire, une tâche de fluence libre permettrait d’exprimer toute la richesse dynamique du jeu de tensions et de dilatations successives du noyau et de l’interstice.

Et pour mieux exprimer cette dynamique, nous avons pensé à utiliser un distracteur sonore, plus ou moins fort pour obtenir différentes conditions expérimentales. Nous proposons un sifflet, par exemple à 300 hertz, qui serait certes peu écologique, mais qui permettrait de contrôler plus finement son intensité en décibels, mieux qu’un bruitage ou de la musique. L’usage d’un casque serait possible pour contrôler parfaitement l’intensité sonore, mais cela semble trop éloigné des conditions écologiques de la production du langage parlé.

Nous proposons d’enregistrer la production verbale des sujets en vue d’une retranscription écrite pour mesurer le vocabulaire par unité de temps. Afin de rendre la tâche de fluence la plus libre possible (pour laisser le système évoluer naturellement), il faudrait réduire sa durée et donner une consigne simple. Il serait possible, vers 18 h 30, de donner la consigne suivante : « Racontez votre journée avec le plus de détail possible et en essayant de faire abstraction du bruit que vous allez entendre. Vous serez seul, ici, et enregistré. Le test dure 4 minutes. S’il y a quelque chose que vous ne comprenez pas, ou si vous avez des questions, n’hésitez pas à m’en faire part maintenant ».

L’hypothèse théorique est : « Plus l’attention est focalisée sur le langage parlé, plus ce dernier est de bon niveau ».

Le plan expérimental ne comporterait donc qu’une variable indépendante de quatre modalités, notée D4, qui correspondrait au niveau de distraction sonore. D4 = {d1, d2, d3, d4}, tel que :

· d1 = « perturbation max » à sifflet 300 Hz à 90db (60 s)

· d2 = « perturbation forte » à sifflet 300 Hz à 60db (60 s)

· d3 = « perturbation faible » à sifflet 300 Hz à 30db (60 s)

· d4 = « pas de perturbation » à silence (60 s)

Ces quatre conditions gagneraient selon nous à être emboitées : en faisant quatre mesures pour le même sujet, on se rapproche plus de la cognition réelle qu’on veut tester. En effet, si les mesures étaient croisées, il faudrait comparer des conditions expérimentales interindividuelles, alors que le modèle est intra-individuel.

· Critères d’exclusion : difficulté auditive et/ou langagière

o problème et/ou correction de l’audition.

o dysphasie et/ou tout autre trouble du langage

· Critères d’inclusion : afin de contrôler le niveau de vocabulaire, qui varie avec l’âge et le niveau d’étude

o sujets majeurs de moins de 22 ans (évite aussi les problèmes légaux liés aux mineurs)

o sujets de niveau BAC ou équivalent

· Autre méthode possible d’inclusion :

o envoie d’un questionnaire « pré-test » à une large population pour évaluer le niveau de vocabulaire

o ne garder que les sujets proches de la moyenne

L’ordre des quatre conditions devrait être randomisé pour lisser les biais qui pourraient apparaitre avec une succession fixe de conditions. On pourrait mesurer le nombre de mots de vocabulaires pendant la durée d’une condition (60 secondes), sur la base d’une retranscription écrite de l’enregistrement. Par « mot de vocabulaire », on entend substantifs, verbes, adjectifs et adverbes. Les mots de vocabulaire différents pendant une condition seraient comptés en considérant identiques deux mots qui diffèrent par l’accord ou la conjugaison.

Dès lors, l’hypothèse opérationnelle est : « Le nombre de mots de vocabulaire sera significativement plus important pour la condition d4 que pour la condition d3, de même pour la condition d3 que pour la condition d2, de même pour la condition d2 que pour la condition d1 ».

6 : Présentation et discussion de la scientificité géo-cognitive


6.1 : la méthode employée

Il n’y a donc pas de résultats expérimentaux, puisque, comme indiqué en note 2, nous n’avons pas les moyens concrets à l’heure actuelle de mener cette expérimentation. Bien sûr, elle pourrait être effectivement conduite, selon le protocole expérimental que nous avons établi, par une équipe de chercheur qui s’y intéresserait, ou encore par nos soins si la situation d’empêchement actuelle devait évoluer.

Malgré tout, on peut dire quelque chose de ce qui a été mis en place dans les précédentes sections (le modèle géo-cognitif et le protocole expérimental). Le choix d’un sifflet plus ou moins intense permet de quantifier la perturbation sonore en décibels. Les décibels, d’un point de vue physique, ont une échelle exponentielle, mais cela permet, d’un point de vue psychophysique, de ressentir une progression linéaire de l’intensité sonore. Aussi, le choix d’associer nos quatre conditions expérimentales à un niveau de décibels permet de mettre en lien l’intensité ressentie d’un sifflet et la diminution de l’attention qui en résulte.

L’expérimentation proposée conduirait à quatre valeurs pour les différentes conditions qu’on pourrait récapituler dans un schéma. La moyenne des scores de vocabulaire pour chaque niveau d’attention donnerait ces valeurs. Le Graphique 1 ci-dessous récapitule les résultats idéaux que nous aurions souhaités. Pourquoi faire état de résultats idéaux, lorsqu’il n’y a pas de résultats du tout ? La démarche consiste à partir d’une validation parfaite de l’hypothèse opérationnelle établie pour voir dans quelle mesure elle ne permet pas de tirer des conclusions sur le modèle sous-jacent.

Alors, nous obtenons une information. L’expérimentation proposée répondrait plus ou moins à nos attentes. Avec un raisonnement « par l’extrême », nous postulons fictivement un succès total pour en déduire tout ce qu’il ne permettrait pas d’inférer sur le modèle géo-cognitif. Cette méthode permettra d’établir la liste des défauts, ou des limitations, qui sépare l’expérimentation psycholinguistique et le modèle de géométrie cognitive dont on veut estimer la scientificité. Alors, en négatif, nous pourrons affirmer que pour ce qu’il en reste, le modèle proposé est scientifique.

6.2 : Ce que l’expérimentation ne peut pas dire sur le modèle

Le Graphique 1 ci-dessous présente les données qui seraient idéalement obtenues :

Graphique 1 : résultat fictif qui correspond à ce qui serait idéalement attendu. L’usage de résultats idéaux permet d’obtenir une information utile : malgré le fait que ces résultats imaginés soient les meilleurs possible, ce qu’on ne peut pas en déduire sur le modèle géo-cognitif ne pourra pas non plus être déduit avec des résultats inférieurs, et donc ces limitations sont toujours valables.

Le Graphique 1 est-il compatible avec l’Équation 2, et si oui, est-ce que les valeurs attendues de a et b de l’Équation 2 sont déductibles du Graphique 1 ? Pour rappel, l’Équation 2 donne « y = a x + b », avec a compris dans] 0, 1 /2[et b = 0. Tout d’abord, le meilleur des cas présentés dans le Graphique 1 correspond bien à une droite, dont l’équation est « y = A x + B », avec A > 0 (les scores de vocabulaire sont meilleurs en d4 qu’en d3, en d3 qu’en d2 et en d2 qu’en d1) et B inconnu. Reste donc à savoir Si A < 1 /2 et si B = 0.

Mais se pose le problème de l’unité. Comment comparer A > 0 avec 0 < a < 1 /2, sachant que a est un coefficient directeur sans unité (rapport entre deux longueurs) alors que A est un coefficient directeur en nombre de mots par minute et par décibels. On perçoit le fausset entre A et a, car a est un nombre pur alors que la valeur de A est tributaire de choix motivés, mais arbitraires comme le temps de référence d’une condition expérimentale (une minute) ou le choix de l’intensité sonore (les quatre conditions sont équidistantes sur l’axe des abscisses, mais on aurait pu faire d’autres choix).

Dans le cadre de notre raisonnement « par l’extrême », le meilleur des cas possibles en termes de résultats expérimentaux laisse sans réponse le problème de la comparaison entre A et a. Si on s’en tient au Graphique 1, il est possible de calculer A, d’une façon ou d’une autre, mais le résultat obtenu, strictement inférieur ou pas à 1 /2, ne peut pas être mis en relation avec a.

Concernant B, il n’apparait pas sur le Graphique 1, puisque la droite croissante n’est pas une droite à proprement parler, mais seulement un segment entre d1 et d4. Comment alors trouver la valeur à l’ordonné ce segment ? Serait-ce à 120 décibels ? Ou plus ? La valeur de b correspond à une attention nulle (cas théorique inatteignable en pratique). Il n’y a pas l’intensité sonore qui stoppe nécessairement la production du langage parlé, puisque dans tous les cas, un sujet normal a la possibilité de partager son attention entre un stimulus sonore saillant et la production de langage parlé.

En imaginant que l’expérimentation ait lieu, il serait encore plus hasardeux de placer ses résultats sur la Figure 4 qu’avec les données du Graphique 1 (puisque ce dernier est idéal). Mis à part la forme « y = A x + B », et le signe de A, nous ne pourrons pas revenir au modèle de géométrie cognitive. Cela dit, il peut être falsifié deux fois : si les résultats ne sont pas en ligne droite, et, si au contraire nous obtenons une droite, si son coefficient directeur est négatif ou nul.

6.3 : La géométrie cognitive est-elle une science ?

Cette question amène deux commentaires préalables. Tout d’abord, le titre de la section est imprécis. Nous ne pouvons pas fonder une estimation de la scientificité de la géométrie cognitive sur un seul modèle. Ici, nous ne pouvons-nous prononcer que sur le modèle de la relation spatiale entre l’attention et le niveau du langage parlé. La section 7, consacrée aux perspectives de recherche, essayera d’aller plus loin. Et deuxièmement, nous en revenons à la définition de la science.

Il n’y a pas de consensus sur ce point entre les épistémologues qui travaillent sur la définition de la science. Finalement, l’activité de recherche motivée par la non-contradiction peut, ou pas, être science. Pour trancher, nous retiendrons le critère de (Popper, 1963) : un système consistant est scientifique s’il est falsifiable. Par exemple, la psychanalyse, la théologie, ou encore l’analyse thématique de l’Œuvre d’un auteur littéraire ne sont pas scientifiques, dans la mesure même où elles ne se frottent pas au réel en acceptant la réfutation[9].

Le cas de la géométrie cognitive, ou tout du moins du modèle présenté ici, est plus complexe. Si je dis que dans « y = a x + b », a > 0, j’exige une droite, et j’obtiens une droite ou pas. J’exige que cette droite monte, et cela se vérifie ou pas. Voilà deux bons arguments pour affirmer que le modèle géo-cognitifs étudié ici est scientifique : il permet de faire des prédictions, et ses prédictions sont validées ou réfutées. En revanche, si je dis a < 1 /2 et b = 0, je n’ai aucun moyen de contredire ni de vérifier la prédiction, qui de fait n’en est plus une. Sur les deux premiers critères, la géométrie cognitive qui a été mise en œuvre ici est scientifique ; sur les deux derniers, elle ne l’est pas.

Aussi, en un mot, concluons que le modèle géo-cognitif de la relation spatiale entre l’attention et la production du langage parlé est « proto-scientifique » : ni totalement scientifique, ni totalement étrangère à la science. Cette approche neuve des sciences cognitives doit donc être poussée plus avant afin de pouvoir répondre pleinement et positivement à la question : est-elle une science ?

7 : Perspectives de recherche

Afin de mieux pouvoir répondre à notre question (« La géométrie cognitive est-elle une science ? »), mettre en œuvre de réelles expérimentations serait essentiel. Par ailleurs, le « cube de la production du langage parlé » gagnerait à être plus précis. À l’heure actuelle, il met en relation l’attention et le niveau des performances de fluence. Mais la question de la production elle-même du langage parlé reste obscure. Comment le noyau de la Figure 1 produit-il effectivement une suite de mot, comment ces mots sont-ils syntaxiquement organisés en phrases, et par quel processus accède-t-on à la signification de ces phrases ? Une modélisation géo-cognitive plus fine du noyau permettrait de répondre à ces questions.

Enfin, si nous parvenions à valider expérimentalement ces différents modèles autour de la question du langage, une perspective computationnelle s’offrirait à nous. La programmation de la dynamique de ce ou ces modèles ne serait ni plus ni moins qu’une simulation informatique de phénomènes liés à la production du langage, qui pourrait concurrencer les systèmes existants notamment en termes de vitesse de calcul. En effet, l’intelligence artificielle contemporaine est massivement calculatoire (réseaux de neurones artificiels multicouches, algorithmes génétiques, etc.). Un modèle informatique de géométrie cognitive, par le simple mouvement de ses éléments, revient à la programmation symbolique très peu gourmande en ressources calculatoires, et donc très rapide.

Annexe : calcul de la relation spatiale entre l’attention et le niveau du langage parlé à partir de la Figure 3

Figure 3 : Valeur de y en fonction de x dans deux exemples, permettant de calculer une fonction affine. À gauche de la Figure 3, x = 3a/4 – a/4, et y = S – a/4, avec S le diamètre constant de la sphère, 3a/4 – a/4. On déduira ces valeurs pour l’exemplaire de droite.

Soient :

· S, le diamètre de la sphère

· a, le côté du cube

· y = A x + B, la fonction dont on cherche à déterminer A et B

· y1, la valeur de y pour l’exemplaire de gauche de la Figure 3

· y2, la valeur de y pour l’exemplaire de droite de la Figure 3

· x1, la valeur de x pour l’exemplaire de gauche de la Figure 3

· x2, la valeur de x pour l’exemplaire de droite de la Figure 3

Les y se calculent en faisant S moins le diamètre du noyau

Bibliographie

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Buswell, G. T. (1987). How adults read (No. 45). University of Chicago

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[1] : ces approches sont dites « cognitivistes ». Il n’y a pas de cognitivisme sans méthodologie scientifique pour inférer « l’intérieur » en examinant « l’extérieur ». Tous les auteurs de ce grand mouvement fondé en 1956 et actuellement toujours en plein essor, répondent à cette démarche. Pour ne faire qu’une seule citation, on renvoie aux travaux de Chomsky qui, partant d’observations empiriques sur le langage et son acquisition, aboutit à la théorie d’une grammaire universelle et innée, et bien sûr interne à l’esprit, cf. e.g. Chomsky, 1988

[2] : nous n’avons pas les moyens, pour l’instant, de la réaliser effectivement, pour cause de moyen et de statut, organisme.

[3] : Dehaene, Le Code de la conscience, Editions Odile Jacob, 2014, p. 21

[4] : titre

[5] : (voir le Discours de la méthode)

[6] : T

[7]: Dans L’esprit conscient, Chalmers parle du problème dur de la conscience (« hard problem of consciousness »), par opposition aux autres problèmes relatifs à la conscience. Ces derniers sont accessibles, au moins en théorie, par les sciences cognitives, tandis que le problème dur ne l’est pas : pourquoi des organismes physiques ont-il des expériences subjectives ? Ce problème ne serait pas soluble.

[8] : Heuristique très utilisée en science, et remontant au XIVe siècle, le rasoir d’Ockam pourrait se formuler de la sorte : « les hypothèses suffisantes les plus simples doivent être préférées ».

[9] Typiquement, en psychanalyse freudienne, le concept de dénégation illustre la non-scientificité de la psychanalyse selon Popper : lorsqu’on dit « non » à un psychanalyste, il lui reste encore la possibilité d’affirmer qu’on vient de faire une dénégation, c’est-à-dire avoir dit « non », mais pour dire « oui ». Le non psychanalytique n’existe pas. Elle n’est donc pas une science.

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Sisi Lag

Auteur indépendant, fervent admirateur de René Descartes et son dualisme de substance, je me suis mis à mon tout d'étudier mon esprit et tente tant bien que maL de renouer avec cette matière exotique? l'esprit. J'aspire à devenir modestement reconnu avec mes théories proche de la psycholinguistique et géo-cognitives basés sur des modèles des processus mentaux en proposant des modèle de géométries euclidiennes.

Cet article a 6 commentaires

  1. Jean-Louis Tripon

    Cher ami, j’ai eu du plaisir à te lire (moins, vers la fin que je trouve un peu fastidieuse). Je constate que tu as bien progressé au cours des derniers mois, et que ce texte constitue une base discutable, qui mériterait évidemment de prendre en compte des commentaires en vue d’une amélioration :
    Le terme de fluence semble important, il semble nécessaire de le définir précisément pour éviter le psittacisme du lecteur.
    §1. Au contraire de la nature du monde physique extérieur, l’âme selon Descartes, ne possède pas d’étendue, mais j’ajoute : des contenants dans une spatialité virtuelle qui peut se dissoudre dans une vacuité non spatiale sans limite de capacité. A mon avis, le terme de “topologie mentale” serait meilleur que celui de “géométrie cognitive” pour en parler.
    §2. Les sciences cognitives étudient la focalisation sur des objets physiques qu’elles nomment attention, et oublient le principal : notre concentration, voire notre absorption dans nos expériences intimes, ou la nature des choses et la façon de les appréhender sont différentes (note : ce sont les seules expériences qui intéressent un chercheur en sciences mentales, qui laisse la physique aux physiciens, et la biologie aux biologistes).
    Le mental humain étant évolutionnaire toute expérience ne peut valider qu’une étape transitoire de l’humain et ne peut être valable pour tous les hommes.
    §3. Il conviendrait de citer quelques arguments propres à détruire le physicalisme neurocentriste de Dehaene, Damasio, Changeux, Dennett, etc. avant de le tenir pour acquit. Par exemple : que les plantes, les arbres, le Blob, et les unicellulaires pensent et sont conscients, comme tous les êtres vivants, bien que sans cerveau ! Que nous ne pouvons pas être ce corps qui est déjà la propriété de milliards de cellules biologiques conscientes, dont nous n’avons aucune expérience mentale, donc que nous sommes autre chose, ailleurs que dans cet espace physique, qui ne peut pas nous contenir étant de nature différente, de même que notre nature ne peut contenir des objet physiques, mais leur représentation mentale.
    L’aporie de la relation corps/esprit n’existe que pour ceux qui enfermés dans un cadre conceptuel moniste sont incapables de pouvoir la penser. Cette relation qui concerne tous les êtres vivants exclue la pinéale ou tout autre organe des animaux supérieurs et se tourner vers les bactéries et leurs organites pour trouver cette fameuse interface dans l’évidence du diplosome : un organite géométrique de 27 (3×9) tubules, compatible par sa réalité biologique à la nature physique, et par sa structure géométrique complexe avec la structure de nos fonctions mentales. Il n’y a donc pas de frontière ou de cloison entre les natures physiques et mentales mais un traducteur entre deux types de réalité distinctes : d’un coté l’information codée, et de l’autre le sens qualitatif d’un quale ineffable.
    Notre esprit crée des contenants de sens dans des pseudo espaces virtuels à n dimensions, donc pas tridimensionnels selon mon introspection. Il y aurait donc plus lieu d’utiliser les nombres complexes : a + bi + cj + dk + el + …. Personnellement je me suis limité à un doublet (u, v) pour localiser les éléments des tableaux et architectures de sens de ma mémoire.
    4. Comme tu l’as dit le langage est automatique, conditionné par des facteurs physiques d’élocution. Un holistique ne pense pas linéairement dans un langage verbal mais spontanément, sa pensée recouvrant un vaste champ sémantique. Cette expérience serai de nature à explorer les contraintes physiologiques et non notre mental.
    5. 6. 7. Nous vivons en symbiose avec un corps biologique, ce qui signifie que nous sommes très affecté et mis dans des conditions incapacitantes face à la douleur et au bruit ! Personnellement je refuserait de pratiquer ce type d’expérimentation douloureuse ! je ne supporte pas la musique même à 30 Db.

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  2. Sylvain Lagarde

    Salut Jean Louis et merci pour ton commentaire explicite. En effet, l’essai pourrait être améliorer, c’est certain mais la question est comment ? En tout cas, une topologie mentale/cognitive est un terme séduisant, quoi que je voulais introduire celui-ci (l’intra-cognition) pour aborder l’esprit, mais ne l’ai pas mis en avant. Pour cause, ça faisait beaucoup trop de nouveaux concepts abordés dans ce ouvrage alors je ne voulais pas en faire trop. Merci pour ta lecture l’ami 🙂

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