Comment simuler le monde ?

Il est courant aujourd’hui de penser que dans le domaine des systèmes complexes, la prévision est un exercice impossible. Triste constat de défaite, car la plupart des problèmes qui se posent aujourd’hui (économie, écologie, mentalités) entrent dans cette catégorie. Aussi est-il intéressant de constater que certains chercheurs (qui, loin d’ignorer les lois de la complexité, travaillent dans ce domaine) n’ont pas baissé les bras et tentent de trouver les moyens de prédire ces systèmes, voire d’agir sur eux.

futurictAinsi, nous explique la BBC, certains cherchent aujourd’hui à créer un « simulateur de monde » (baptisé le Life Earth Simulator, ou LES) combinant l’ensemble des données transports, économie, émigration, environnement, santé, etc. Le LES n’est d’ailleurs qu’une partie du gigantesque projet européen mené par l’Institut de technologie de Zurich, FuturICT qui se définit comme un « accélérateur de connaissance », équivalent social d’un « accélérateur de particules » comme le LHC en physique. Ce centre devrait voir le jour d’ici 2022, à condition de recevoir les fonds de 1 milliard d’euros nécessaires à une telle entreprise.

A son origine, le docteur Dirck Helbing, spécialiste des systèmes complexes, s’était déjà fait remarquer en 2008 lorsqu’avec ses collègues James Breiding et Markus Christen, il avait publié un papier mettant en lumière des instabilités dangereuses dans le système financier mondial, qui n’auraient pas du s’y trouver d’après les analyses (trop simples selon eux) des économistes. C’était juste avant la crise.

Un tel travail implique naturellement des ressources herculéennes. Tout d’abord, il faut des superordinateurs, admet Helbing. Aspect inquiétant, note-t-il, l’Europe est singulièrement en retard dans le domaine des supercalculateurs.

En revanche la plupart des données sont déjà accessibles. La Technology Review a d’ailleurs publié récemment la liste des 70 bases de données « qui comptent » dans le domaine de la simulation sociale. Notons parmi les sites mentionnés, la présence de deux systèmes d’intelligence artificielle, chacun cherchant à leur manière à donner aux machines une forme de compréhension du langage naturel et un peu de « sens commun » : Freebase et WolframAlpha. Cela n’est pas étonnant, car, nous rappelle la BBC, accumuler les données n’est pas suffisant. Encore faut-il leur donner un sens, trouver comment organiser toutes ces informations. Les technologies du « web sémantique » devraient donc, selon Helbing, jouer un rôle important dans ce domaine.

Une approche pluraliste

Naturellement diverses questions se posent quant à la viabilité d’un tel projet. Est-il réellement possible de prévoir les comportements sociaux comme celui des particules élémentaires ? Quel serait exactement le rôle de ce LES ?

Dick Helbing est bien entendu tout à fait conscient de ses difficultés. La réflexion sur la viabilité des modèles en sciences sociales et même centrale dans ses préoccupations. « Ma propre impression », explique-t-il dans un de ses textes sur le sujet, « est que la tentative de développer des modèles mathématiques des systèmes sociaux est moins désespérée que ne le pensent la plupart des sociologues, mais plus difficile que ne le croient les chercheurs en sciences naturelles. ».

Mais pour cela, il va falloir abandonner certaines habitudes de pensée, comme la croyance en un modèle explicatif « juste » et « unique » explique Helbing . En réalité il existe de nombreux modèles en sciences sociales, certains basés sur des théories différentes (par exemple, une même analyse des transports routiers pourra être effectuée suivant un système multi-agents, ou selon une série d’équations inspirées de la mécanique des fluides), d’autres sur des niveaux d’approche variée (par exemple, on peut élaborer une modélisation du trafic en partant de la voiture individuelle, ou du flux global des véhicules), et tous possèdent leur valeur dans un cadre limité. D’où la nécessité d’utiliser simultanément plusieurs modèles pour réfléchir sur un seul et unique phénomène.

En fait, même dans les domaines « naturels » de l’ingénierie, cette approche est déjà utilisée, « même les avions modernes sont contrôlés par plusieurs programmes d’ordinateur tournant en parallèle. Lorsqu’ils sont en désaccord les uns avec les autres, une décision est prise à la majorité. Cela peut sembler un peu effrayant, mais de façon surprenante cette approche a bien fonctionné jusqu’ici. Du reste, lorsqu’on simule des « crash tests » pour de nouvelles voitures, les simulations en question se basent sur différents modèles, chacun basé sur des méthodes d’approximation spécifiques ».

futurictmodeling

Prédiction, recommandation ou contrôle ?

Une autre objection souvent posée à de tels systèmes d’information serait que leur existence même change la situation qu’ils sont censés prédire. Si par exemple, se basant sur une simulation, on dit aux automobilistes d’éviter tel carrefour et de prendre plutôt telle route, ils se précipiteront tous sur celle-ci, provoquant ainsi un nouvel embouteillage, mais ailleurs…

Pour Helbing et son coauteur Stefano Balietti, « un tel problème pourrait être résolu par « un système d’information donnant des instructions spécifiques aux utilisateurs… autrement dit, on pourrait dire à certains usagers de quitter la route, à d’autres d’y rester. »

Ce qui ne va pas, reconnaissent les auteurs, sans poser certains problèmes éthiques. Il faudrait s’arranger pour qu’un tel système ne désavantage pas systématiquement certains utilisateurs en leur faisant suivre constamment la solution la moins optimale, ou n’en avantage pas d’autres simplement parce qu’ils ont accès à un meilleur système ou qu’ils payent plus.

A ce stade, les choses deviennent assez compliquées : « si, par exemple, le système recommande à un conducteur de choisir un trajet plus lent un jour donné, celui-ci aura toujours le « droit » de prendre la route la plus rapide, mais devra dans ce cas s’acquitter d’une certaine somme qui pourrait être gagnée par quelqu’un qui accepterait d’échanger son « ticket »pour une route rapide avec un « ticket » pour un chemin plus long (afin que le système reste optimal) » ! Au final, expliquent-ils, un conducteur « normal » ne paierait rien, ou pourrait aisément regagner ce qu’il a perdu en négociant ses « tickets » les jours où ça l’arrange… Seuls les conducteurs désirant systématiquement prendre la voie rapide se retrouveraient financièrement perdants…

Dans leur texte, les auteurs affirment qu’il faut abandonner l’idée du contrôle des systèmes complexes, pour se diriger vers une « gestion de la complexité ». Mais le système présenté ici ne tend-il pas, à son tour, vers une forme de « contrôle » ?

Certainement. En attendant de trancher cette question, voici donc comment, selon les auteurs, les décisions politiques seront prises demain. Tout d’abord, on fera tourner une multitude de simulations pour explorer les scénarios possibles et leurs effets. Ensuite, on effectuera une série d’expériences, les unes sur le web, d’autres dans des réalités virtuelles ou des serious games, ou encore dans un laboratoire. Ensuite, on initiera certaines « études pilotes » sur des régions locales du « monde réel ».

L’approche envisagée n’est donc pas seulement pluraliste par son usage de plusieurs modèles théoriques, mais aussi par la combinaison d’approches pratiques différentes : labo, mondes virtuels et monde réel. Peut être est-ce là le grand apport d’un projet comme le LES : la mise en place de la méthode expérimentale en sciences sociales, par la simulation, informatique ou autre, de « tous les mondes possibles ».

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14 commentaires

  1. Le concurrent américain simulexinc avec son sentient world simulator est déjà bien en avance sur ces sujets
    Il peut même simuler l’instauration du revenu de base inconditionnel
    il fait du one to one et on peut même tester la « fin du travail » c’est a dire une société fondée sur des activités librement choisies qui donnent du sens à la vie et non plus imposée par une « autorité »
    Seulement voilà … il n’y a que le top 500 des plus grandes fortunes du monde qui peuvent tester toutes ces possibilités
    Espérons qu’une modélisation open-source pourra être conçue un jours pour que les citoyens simulent et donc connaissent les étapes et actions qui mèneront à une économie au services des hommes et non plus l’inverse car il faut reconnaître que nous sommes des mouches dans un verre d’eau actuellement
    http://www.findutravail.com ( la fin du travail est programmée )

  2. Point de vue extrêmement intéressant, notamment sur la gestion du trafic automobile (même si cela repose les éternelles questions sur la gestion de la vie privée).

    Il est systématiquement louable de convoquer l’humilité de la pensée complexe.

    Toutefois, que pensez d’une autre problématique, celle d’un phénomène dit « obsoledge » : http://notrelienquotidien.com/2011/01/10/une-prediction-raisonnable-la-reconnaissance-de-lobsoledge/

    Certaines données se périment quasi immédiatement après avoir été collectées… S’il faut tout calculer et modéliser en temps réel, ce ne sont pas des superordinateurs qu’il faut mais des supersupersuperordinateurs…

  3. l’hypothèse proposée pour résoudre le problème (les tickets) se base sur le constat de devoir s’adresser indépendamment à chaque utilisateur, dans le cadre de la problématique de l’embouteillage (où si on dit aux gens d’aller à un endroit ça créra un nouvel embouteillage).
    Ce problème peut être résolu avec la même élégance que les précédents exemple.

    (c’est sûr que c’était pas malin de vouloir délivrer des messages génériques et uniques, mais c’est intéressant de voir la psychologie, car c’est pareil avec l’éducation ou les médicaments, ça ne peut que être particulier. C’est pareil avec la loi, elle ne peut pas être unique.)

    il suffirait d’ouvrir et fermer des directions à suivre avec des « feux rouges » et « feux verts » virtuels qui guideraient l’utilisateur tout au long de son voyage

    (ici nous avons pour acquit que la machine peut capter tous les mouvements individuellement – et même si elle voulait agir génériquement (en passant par le module de calcul de la dynamique des fluides) il faudrait quand même qu’elle envoie des messages différents à chacun.)

    le calcul en temps réel permet de suivre et prévoir les mouvements (les bouchons) avec une très grande certitude, et donc de dévier les utilisateurs au bon moment, en signalant à ceux qui le peuvent encore, « un feu vert » sur un embranchement.

    c’est cool on travaille déjà comme si les voitures étaient conduites à distance, en fait l’utilisateur sera vite compris comme une source d’ennui par les robots qui voudront piloter eux-mêmes les voitures !

    alors d’abord on simule le monde, et ensuite ce ne sera que plus pratique pour prouver la viabilité d’un autre système social où l’argent serait créé directement sur le compte des gens ! (juste pour voir)

  4. « voici donc comment, selon les auteurs, les décisions politiques seront prises demain. Tout d’abord, on fera tourner une multitude de simulations pour explorer les scénarios possibles et leurs effets. Ensuite, on effectuera une série d’expériences, les unes sur le web, d’autres dans des réalités virtuelles ou des serious games, ou encore dans un laboratoire. Ensuite, on initiera certaines “études pilotes” sur des régions locales du “monde réel”.

    C’est là que le bas blesse…

    En gros on fait plus confiance aux modèles et à leur thuriféraires, qu’aux gens eux-mêmes, si bien que ceux-ci, déresponsabilisés à l’extrême, vont faire de plus en plus n’importe quoi, au point de se comporter suivant le modèle le plus tragique qui soit : le BORDEL TOTAL, qui justifiera à son tour un nouveau tour de vis politique, et ainsi de suite jusqu’à ce que mort s’en suive…

    A l’extrême inverse, souvenons-nous de ce fameux carrefour routier où l’on a retiré toute forme de signalisation. Résultat : un diminution drastique du nombre d’accidents.

  5. « on fait plus confiance aux modèles et à leur thuriféraires, qu’aux gens eux-mêmes »

    c’est un commentaire qui revient souvent :
    Oui bien sûr, c’est précisément ça l’intérêt de l’informatique, en l’occurrence éviter les accidents et les bouchons. (il n’y a pas de « main invisible » qui gère la circulation, ce serait stupide une telle idée !)
    pour ne pas faire ce commentaire il faut savoir écrire et lire la programmation, car au fond un logiciel n’est que l’addition de tous les savoirs, et surtout si on sait l’écrire, on ne le critique qu’au niveau de son écriture, non pour des questions de principe. il faut faire confiance à ceux qui écrivent ! surtout que c’est vérifiable et possible à améliorer.
    ainsi seuls ceux qui ne savent pas écrire peuvent se trouver prisonniers de l’informatique, et les autres savent comment rester au stade de celui qui choisi en connaissance de cause. (mieux vaut avoir plus de connaissances pour ensuite choisir)

  6. « il faut faire confiance à ceux qui écrivent ! »
    (et qui vous déresponsabilisent et qui en plus vous piquent vos sous pour ça)

    Il y a moment un moment où le message va être dur à faire passer! 😉

  7. peut-être parlez-vous d’autre chose et j’ai mal compris, (à force de sortir les choses de leur contexte) mais en tous cas vous disiez vous-même qu’il ne fallait pas faire confiance aux machines mais plutôt aux gens.
    il faut rester centrer sur le sujet, c’est un sujet important,
    et en marge de ce sujet la question de la confiance est déjà résolue pour ceux qui savent lire et écrire le code, puisque le code ce n’est que de la logique. 5000 voitures arrivent à un carrefour qui n’en supporte que 2000, le calcul renvoie qu’il y aura 10 minutes de bouchon. il n’est aucunement question de ‘confiance’, ce sont seulement des calculs.
    Evidemment après il y a ceux qui ratent leur sortie parce que le GPS avait cinq seconde de retard alors pourtant qu’il y avait un panneau clair et net, mais ça c’est pas la faute à la technologie !

  8. ->@8119
    Faire confiance aux gens, oui et non.
    Pour le calcul je fais plus confiance aux machines car elles font rarement des erreurs, vous en conviendrez…
    Mais pour le reste je ferais plus confiance aux gens.

    L’ennui c’est que notre monde est régi par les mathématiques.
    Je me souviens d’un reportage où un Hedge Fund (suédois je crois) voyait venir la crise de 2008…
    Tout cela grâce à des logiciels…
    Ils ont pu vendre à temps, si je ne me trompe pas…

    La meteo est prédite (une prévision ou une prédiction c’est presque la même chose) par le calcul elle aussi.

    En fait, la loi des grands nombres s’impose de fait, y compris dans la vie quotidienne de tout un chacun.
    N’a-t’on pas tendance à suivre la foule?
    Par exemple, si des personnes s’agglutinnent vers un point, vous n’avez pas remarqué que l’on a tendance à aller vers ce point?

    Le défi est simplement de trouver le bon algorithme pour simuler cette tendance à plus ou moins grande echelle.
    Donc à l’echelle du monde avec plus ou moins d’écarts…

    ->@Jean
    Il n’est pas indispensable de tout modéliser.
    La meteo ne modélise pas tout, et pourtant leur prévision est plus ou moins juste…
    Il suffit de prendre les éléments les plus pertinents, ceux qui justement influent le plus sur notre monde.
    Plus le niveau à modéliser est important et plus le temps de calcul nécessaire est important.
    C’est donc plus une question de choix qu’autre chose.

  9. Cet article m’a fait penser à un voyage effectué il y a quelques années au Vietnam, où l’on peut observer à chaque coin de rue un système complexe auto-organisé : http://www.dailymotion.com/video/x5t3ew_carrefour-sans-feux-rouges-a-hanoi_creation

    Je partage l’avis d’Olivier Auber sur l’absurdité de cette croyance dans les machines qui mène à dé-responsabiliser les individus. Cela risque de nous mener à un système totalitaire dans lequel l’Homme n’est, au mieux, qu’une variable d’ajustement au service d’algorithmes concrétisant la « vision » d’une poignée d »experts ».

    Une « bonne » illustration de ce genre de système est l’algorithmic trading, et plus particulièrement le high-frequency trading qui consiste à faire des prévisions à très court terme sur des valeurs boursières, et surtout à influer les cours par des techniques d’achats massifs visant à tromper les concurrents afin de maximiser les gains d’une minorité (au passage, lire le dernier roman de Flore Vasseur). Tenus secrets, ces algorithmes génèrent aujourd’hui 70% des transactions mondiales… (source wikipedia : In the U.S., high-frequency trading firms represent 2% of the approximately 20,000 firms operating today, but account for 73% of all equity trading volume)

    Dans un autre registre, les simulations météorologiques nous permettent de prédire le temps sur une dizaine de jours avec une certaine précision. Des apprentis sorciers tentent actuellement d’en modifier le cours : http://www.rtbf.be/info/monde/emirats/a-abu-dhabi-les-scientifiques-creent-la-pluie-dans-le-desert-291854
    Nous sommes toujours dans l’impossibilité de prédire ce que ces modifications peuvent entrainer, parce que nous ne disposons ni des connaissances, ni des ressources informatiques suffisantes (si cela existe) à une compréhension globale du système météorologique.

    Le docteur Helbing se propose de simuler les comportements sociaux, afin de les prévoir et de les modifier dans certaines situations. En admettant la viabilité d’un tel projet, il me semble que l’exemple de la régulation du trafic automobile ne traduit pas la réalité des applications possibles pour ce type de technologie.

    On pourrait imaginer que de tels outils soient capables de faciliter la soumission d’une population à la dictature. Elle pourrait même permettre d’identifier plus rapidement les individus susceptibles de la renverser.

    Plutôt que de vouloir modifier les comportements, je préfèrerai que de tels outils, si ils existent un jour, nous permettent d’expliquer les comportements. Par exemple, j’aimerai comprendre comment est « gérée » la circulation à Hanoï.

  10. @Miguel
    Si ma mémoire est bonne, un crack boursier avait eu lieu (celui de 1987 ou quelque chose dans cette période) à cause des logiciels de modélisation informatique…
    Je pense bien que nous avons une compréhension globale de la météorologie.
    On sait que de manière générale tel type de nuage probablement va engendrer la pluie…
    Mais cette connaissance globale est trop sommaire, vous ne croyez pas?

  11. @kdlk
    Un système complexe n’est pas calculable, que ce soit un cours de bourse, la météo, ou les comportements humains. Cela ne veut pas dire qu’on ne peut pas faire de prévisions sur un certain laps de temps avec une certaine probabilité de réalisation. Je vous invite à consulter la définition sur wikipédia pour plus d’informations : http://fr.wikipedia.org/wiki/Système_complexe.

    Concernant la compréhension globale de la météorologie, je me suis certainement mal exprimé. Nous n’avons pas les moyens d’évaluer sur le long terme les conséquences de la création d’un nuage artificiel au dessus d’Abu Dhabi, peut-être sont elles négligeables, peut-être pas. Si elles sont négligeables, jusqu’à quel point le resteront-elles ? C’est ce qu’on appelle l’effet papillon.

    Mon point de vue est plus lié à la question du contrôle que de la simulation en elle-même.

    Dans la seconde partie de l’article intitulée « Prédiction, recommandation ou contrôle ? », nous pouvons lire :

    « Il faudrait s’arranger pour qu’un tel système ne désavantage pas systématiquement certains utilisateurs en leur faisant suivre constamment la solution la moins optimale, ou n’en avantage pas d’autres simplement parce qu’ils ont accès à un meilleur système ou qu’ils payent plus. »

    Et comme vous le dites : « Faire confiance aux gens, oui et non. »

    Seulement, ces systèmes sont programmés par des gens, et ces gens ont une vision de ce que devrait être le « bon » fonctionnement du système, qui ne correspond pas nécessairement à votre façon de voir les choses.

    Donc moi, je vous dirai : « Faire confiance aux systèmes, oui et non. »

    Je souhaite garder mon libre arbitre et concrètement, je préfère avoir un système d’information qui se contente de me donner des prévisions, et prendre moi-même la décision de prendre tel chemin parce que je le trouve plus agréable que tel autre chemin.

  12. @Miguel
    Vous avez raison, cela va de soi.

    Je n’avais pas compris que votre point de vue se situait au niveau du contrôle…

    Mais comme je l’ai dit plus haut, c’est une question de choix:
    Si je veux une meilleure information, je dois envisager de la payer.
    Or, vous le soulignez à juste titre: Le contrôle de l’information délivrée est-il suffisamment objectif? En d’autres termes puis-je faire confiance à ce contrôle?
    On nous a bien fait croire qu’il y avait nécéssité d’envahir l’Irak…

    Mais si internet perd sa « neutralité » comment s’assurer d’une qualité minimum d’information, même en payant?

    En Chine, il y a des mouvements sociaux fréquemment:
    Est-ce dû au fait que la population est excédée par des injustices ou parce que c’est voulu pour justifier l’omni présence des autorités (police, etc.) ou… les deux?
    Où est la vérité? Autrement dit celui qui contrôle cette information est-il fiable (y compris le journaliste qui a une vision occidentale)?

    (Je vous fais grâce de la question: qui va contrôler les contrôles…?)

  13. @kdlk

    eh bien le contrôle, c’est la multitude.
    si plusieurs personnes qui ne se connaissent pas arrivent aux mêmes conclusions,
    de même que lorsqu’un film est mis sur les serveurs de partage de fichiers, plus il est mit fréquemment, plus il est aimé,
    c’est la multitude qui est la garante de la vérité.

    les trucs payants ne font que se dissimuler derrière une image de sainteté économique garante de leur honnêteté. Mais en fait, ils sont hors-jeu. Car si une source d’info est fiable, elle aura tendance à obtenir le plus de succès.

    mais maintenant il y a la contradiction,
    car ce n’est pas suffisant (condition indispensable mais non suffisante)
    le mensonge laisse des traces et se propage vite et la vérité peut aussi être logée dans un endroit isolé et inconnu.

    dès lors la question « qui contrôle le contrôle » est à mettre en phase avec ceci. Quel algorithme (récursif) peut tenir compte à la fois de la multitude et à la fois de la véracité ? (sachant que la multitude est garante de véracité mais que la véracité peut aussi très bien précéder la multitude)

    aha ce sont à des questions philosophiques que les algorithmes doivent répondre. Mais la méthode n’est pas pour autant inexistante.

    la confiance (aux gens) dépend aussi et surtout de la confiance en son propre jugement.

  14. @8119
    Nous sommes tous des gens civilisés et la discussion est l’un des seuls moyens que je connaisse pour pouvoir avancer dans la connaissance.
    La multitude est un bon début pour admettre que c’est la probablement la vérité.
    Mais nous savons tous que ce n’est pas si simple.
    Du temps de l’obscurantisme, on était bien convaincu que la terre est plate…
    C’est le passé me diriez-vous.
    De nos jours aussi j’ai cru que c’est à cause des banques que nous sommes en crise, ,et c’est ce que tout le monde croit, du moins c’est ce que l’on dit.
    Mais lorsque l’on regarde de plus près, on se rend compte que la source de la crise remonte à plus loin:
    J’ai été étonné d’apprendre qu’aux USA on avait commencé à faire de la dérégulation du temps de Ronald Reagan.
    Donc, pour faire simple, à chaque fois que les banques cherchaient à obtenir des marges, ils essayaient de nouveaux produits…
    Ils en avaient le droit puisque la loi le leur permet…
    (Essayez de poursuivre une banque pour les fautes qu’elle aurait commises, je doute que cela soit possible aux USA…)

    On se doute bien qu’à un moment donné cela va mal se terminer…

    En d’autres termes, on peut accuser les banques de ce qu’on voudra mais au final, si on avait une vraie réglementation [aux USA], on n’en serait pas là aujourd’hui…

    Petit détail intéressant:
    Une des grosses banques américaines [lehman brothers je crois] aurait pu être sauvé, mais comme elle avait le malheur d’être en mauvais termes avec la morgan sachs [Paulson est l’un des dirigeants de cette banque, et il était un ministre à l’époque], ils n’ont rien fait pour le sauver…

    Je résume mon idée:
    je pense que de manière générale la multitude a raison lorsqu’il s’agit de choses qui ne touche pas de gros intérêts.
    Je suis entièrement d’accord avec vous sur ce point.
    On me rappelle souvent que l’homme est intelligent mais la foule est bête.

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