LA VIE ARTIFICIELLE (Sciences et Techniques)

« LES PREMIERS AUTOMATES Dans les années où John von Neumann commença ses recherches, on venait juste de démontrer que le siège de l'informationdans la cellule est l'ADN, mais on ne savait encore rien de la façon dont cette information est codifiée, exprimée et dont elleévolue dans le temps.

En termes biologiques, on ne savait absolument rien de la façon dont cette série d'instructions que nousappelons génotype donne lieu à des organismes complets faits de cellules, d'organes et d'appareils, et dotés d'un métabolisme.Une ignorance qui, dans une large mesure, demeure encore aujourd'hui. Pour comprendre quelle est l'organisation logique d'un être vivant capable de se reproduire (c'est-à-dire en mesure de reproduireun autre objet du même niveau de complexité), von Neumann conçut un modèle extrêmement simplifié d'organisme, un automate.À ses yeux, en effet, un être vivant n'était qu'une machine particulièrement compliquée et souple.

Un automate est une machinedont le comportement doit être, en termes mathématiques, en mesure d'élaborer de l'information, et qui agit en appliquant lesdonnées reçues du monde extérieur, à la lumière des instructions au moyen desquelles elle a été programmée. Le premier automate imaginé par von Neumann était doté de la capacité de se reproduire.

Il était constitué d'un ordinateur, d'unélément manipulateur apte à en exécuter les ordres, d'un outil destiné à unir des parties et d'un autre à les diviser, d'un capteur quipouvait envoyer à l'ordinateur les informations sur le milieu extérieur, et d'une mémoire.

Naturellement, il s'agissait d'uneabstraction, mais von Neumann imagina qu'une machine semblable, mise dans un milieu offrant en quantité les différentes piècesdont elle était constituée, aurait construit d'autres copies d'elle-même, lesquelles à leur tour en auraient construit d'autres.D'éventuelles erreurs dans l'une des constructions auraient pu être comparées à des mutations, et tout le processus aurait pu êtrecomparé à une espèce d'évolution biologique. Le schéma conceptuel d'un automate de ce type était exactement ce que, dans les années suivantes, les biologistes moléculairesdevaient découvrir dans les organismes vivants : une molécule d'ADN qui codifie une série d'instructions pour la construction d'unnouvel organisme, un mécanisme pour sa réplication, un autre pour son expression, et une forme de contrôle sur l'organisme parle milieu. Le fait qu'une machine de ce genre ne pouvait pas être réellement construite au moyen de la technologie de l'époque (et pasmême avec la technologie actuelle) n'avait aucune importance.

Le principal était d'établir quelle logique pouvait sous-tendre lareproduction des êtres vivants. AUTOMATES CELLULAIRES Toutefois, le fait que sa théorie restait une abstraction pure ne satisfaisait pas von Neumann.

C'est pourquoi, sur une suggestiondu mathématicien Stanislaw Ulam (1909-1984), il transforma sa machine et l'appela « automate cellulaire ». Imaginons une grille, une espèce d'échiquier de grandes dimensions.

Chaque carré de cet échiquier est une cellule, c'est-à-direune machine logique très simple qui change d'état à intervalles temporels réguliers, sur la base de l'état des cellules environnanteset de ses propres instructions internes.

Un automate cellulaire est un groupe de cellules de ce type. L'automate cellulaire de von Neumann était constitué de 200 000 cellules, chacune pouvant se trouver en vingt-neuf étatsdifférents, exprimés par autant de couleurs.

La forme était celle d'une boîte carrée de 80 cellules de largeur et de 400 cellules delongueur, contenant les fonctions essentielles de l'organisme, et par une longue file de 150 000 cellules qui en constituaitl'information génétique.

La couleur de chaque cellule déterminait l'état de l'organisme à tout instant.

À chaque intervalle de tempsprédéterminé, chaque cellule changeait d'état sur la base de l'état des cellules environnantes et de ses propres instructions.L'exécution des simples instructions de chaque cellule pouvait donner lieu à un comportement global nouveau : la duplication etl'expansion des automates cellulaires sur l'échiquier.. »