Alan Turing, l’ordinateur et les prémices de l’intelligence artificielle

Alan Turing est ce mathématicien célèbre pour avoir craqué le code de la machine allemande Enigma qui servait à envoyer et recevoir des messages chiffrés pendant la Seconde guerre mondiale. C’est aussi pour beaucoup de chercheurs et passionnés en informatique le père de l’ordinateur moderne et de l’intelligence artificielle.

Alan Turing et les machines

C’est en 1935, sur les bancs de l’université de Cambridge, que le mathématicien Alan Turing imagine le principe de ce qui deviendra l’ordinateur moderne. Cette réflexion émerge lorsqu’il tente de répondre au « problème de la décidabilité» posée quelques années plus tôt par David Hilbert, un autre grand mathématicien. Ce problème peut être simplement exprimé par la question : existe-t-il un problème mathématique qui ne soit pas démontrable par un algorithme permettant de donner une réponse de manière systématique de type « vrai/oui » ou « faux/non » ? C’est en réfléchissant à ce problème que Turing a mis en place les notions d’ordinateur et de programmation. Il décrit ainsi la « machine de Turing » qui consiste en un objet mathématique abstrait constitué d’une mémoire sous la forme d’une bande de papier divisée en cases consécutives et d’un scanner se déplaçant sur la bande en fonction des symboles inscrits dans les cases.

Mais ce qui nous intéresse plus particulièrement c’est le rapport qu’avait Turing avec l’intelligence dont pouvaient faire preuve ces machines. Dans son premier manifeste sur l’intelligence artificielle, non publié et intitulé « Intelligent Machinery » (1948), il y développe la possibilité que les machines pourraient posséder une intelligence semblable à celle d’un humain. C’est dans cet article qu’il jette les bases de nombreux concepts centraux de l’intelligence artificielle et notamment du connexionisme. Largement utilisée de nos jours, cette science utilise des réseaux de neurones artificiels pour modéliser des phénomènes mentaux ou comportementaux.

Le “jeu de l’imitation”

C’est particulièrement pour son article Computing machinery and intelligence  (1950) et le fameux test qui porte désormais son nom, que Turing est connu. Ce test avait pour but de répondre à la question « les machines pensent-elles » ? Pour répondre à cette question Turing propose un test au cours duquel la machine devrait être capable de convaincre qu’elle est en fait un humain.

Le test proposé par Turing est inspiré du « jeu de l’imitation » joué par trois protagonistes. Le joueur A est un homme, le joueur B est une femme et le joueur C isolé des deux autres joue le rôle d’interrogateur dont le rôle est d’identifier qui est l’homme et qui est la femme. Pour cela, il doit poser des questions aux deux autres joueurs via des notes dactylographiées afin de ne pas avoir d’indices sur le sexe du joueur. Dans une variante de ce jeu Turing propose de remplacer un des joueurs par une machine. Le joueur C est toujours isolé des deux autres joueurs et dialogue avec eux via un terminal. La machine et l’humain ont pour but de convaincre le joueur C qu’ils sont l’humain. Si le joueur C ne peut pas dire qui est l’humain, alors la machine gagne le jeu. Alan Turing reformule ainsi son problème : les machines sont-elles capables d’imiter ce que des êtres pensants (soit un humain) peuvent faire ?

Crédits photos/ « Turing Test version 3 » by Bilby – Own work. Licensed under Public Domain via Commons

Dans la suite de son article, Turing définit quel type de machine devrait être considéré pour ce test. Ce sont les ordinateurs – les entités numériques qui fonctionnent à partir du système binaire – qui devraient être visés par ce test et ce pour deux raisons. Premièrement, ces machines existent déjà en 1950 donc nul besoin de spéculer sur leur existence ou non, comme cela pourrait arriver si on parlait de clone humain. Deuxièmement, ce type de machine est universel et est déjà capable d’imiter ce que d’autres ordinateurs font à force de temps et de mémoire. Turing décrivit cette propriété quelques années plus tôt avec la « machine universelle de Turing ».

Les arguments contre l’intelligence artificielle

Une bonne partie de la discussion est également tournée vers la philosophie qui se cache derrière l’intelligence artificielle. Turing développe ainsi neufs arguments qui, depuis la publication de son article font l’objet des principaux arguments contre l’intelligence artificielle :

• l’objection théologique qui stipule que seuls les humains sont pourvus d’une âme et donc sont capables de penser ;
• l’objection populaire qui s’effraie de la supériorité intellectuelle dont les machines pourraient faire preuve à force de progrès et qui constitueraient ainsi  une menace ;
• l’objection mathématique qui démontre qu’il y a des limites aux questions qui peuvent être répondues par un système numérique basé sur la logique ;
• l’argument de conscience exprimée par Geoffrey Jefferson en 1949 : les machines ne sont pas capables d’éprouver des émotions et donc ne peuvent égaler un cerveau humain ;
• les arguments dérivés de diverses incapacités de type « un ordinateur ne peut aimer les fraises à la crème » ou « un ordinateur ne peut être gentil » ;
• l’objection de l’originalité aussi connu sous le nom de “l’objection de Lady Lovelace”, pionnière de la science informatique selon laquelle une machine n’est capable seulement de faire ce que nous lui avons ordonné de faire mais n’est pas capable par lui-même de donner naissance à quelque chose ;
• l’argument de continuité dans le système nerveux : les ordinateurs sont des « machines à états discrets » à l’inverse du cerveau humain donc un ordinateur ne pourrait se comporter comme un humain le ferait ;
• l’argument de “l’informalité” du comportement qui indique qu’un système gouverné par des lois sera prédictible et donc non intelligent ;
• l’objection de perception extra-sensorielle : on parle ici de phénomènes non démontrés scientifiquement tel que la télépathie dont pourrait faire preuve les protagonistes du jeu et qui pourraient donc biaiser le jeu. Turing aborda cette suggestion car à son époque ces phénomènes étaient des sujets de recherche « en vogue » et choisit donc de laisser le bénéfice du doute à cet argument.

L’apprentissage des machines

Turing finit son article en présentant  la machine qui pourrait passer avec succès le test du « jeu de l’imitation ». Il décrit plus précisément les processus d’apprentissage qu’il serait nécessaire de mettre en place pour être capable de créer cette machine notamment par la programmation. Il précise  que, dans ce processus d’imitation de l’esprit humain, il est  important d’examiner les processus qui conduisent à l’esprit des adultes. Il décrit ce processus en trois étapes : l’état initial (la naissance), l’éducation auquel cet esprit est confronté puis les autres expériences non éducatives. Compte tenu de ces processus, il se demande ensuite s’il ne serait pas plus approprié de programmer l’esprit d’un enfant au lieu d’un esprit d’adulte, puis soumettre l’esprit de l’enfant à une période d’éducation. Cette période d’éducation et d’apprentissage pourrait impliquer une méthode de récompenses et de punitions afin de d‘inculquer les modèles souhaités dans l’esprit de la machine. Enfin, Turing évoque une époque future où les machines seront en compétition avec les humains dans de nombreuses tâches intellectuelles.

Ainsi, plus de 65 ans après la publication de Turing, les progrès de l’intelligence artificielle ont, dans les grandes lignes, suivi le chemin proposé par Turing. Il existe par exemple de nombreux jeux d’échecs contre ordinateurs qui ont réussi à battre des humains et le développement d’algorithmes d’apprentissage semblable à celui des enfants est en plein essor.