Simulations Mentales

Beaucoup d'entre nous sont à l'aise avec la croyance que l'analogie joue un rôle important dans le processus de créativité. Mais le débat actuel sur l'existence de l'imagerie mentale fait que certains d'entre nous se sentent mal à l'aise vis-à-vis des images mentales – les visions et les simulations – que nous voyons et utilisons pendant les actes de création. Certains d'entre nous peuvent simplement avoir besoin de l'assurance des «experts», qui peuvent vraisemblablement nous dire si ce que nous voyons est ou non une sorte d '«épiphénomènes». Certains d'entre nous espèrent que le pragmatiste en nous, qui fait souvent bon usage de l'imagerie mentale, convaincra d'une manière ou d'une autre notre réaliste intérieur qui grogne que ce qui est utile pourrait être réel .

Une grande partie de notre (dés) réconfort et de nos grognements pourrait être résolue en lisant l'analyse exceptionnelle de John Clement sur les activités de résolution de problèmes et de construction de modèles de scientifiques et d'étudiants. L'analyse de Clément suggère que l'imagerie mentale – qui peut elle-même apparaître sous la forme d'une analogie – est souvent très utile, et peut-être même réelle. En fait, une lecture attentive du merveilleux ouvrage de John Clement, Creative Model Construction in Scientists and Students: Le rôle de l'imagerie, de l'analogie et de la simulation mentale peut permettre à certains d'entre nous d'admettre enfin que nous avons aussi des visions dynamiques. aussi peut générer des analogies, restructurer des problèmes et exécuter des simulations dans notre esprit.

La réalité est que bon nombre des problèmes rencontrés par les scientifiques et les étudiants sont des problèmes nouveaux qui nécessitent des solutions novatrices et un apprentissage itératif fondé sur l'investigation. Clement fait bon usage de nouveaux problèmes de physique dans ses recherches. Il utilise ensuite les protocoles des scientifiques et des étudiants qui répondent à ces problèmes comme base pour son analyse des processus de raisonnement non formel et formel que les gens portent sur un problème nouveau.

Fait important, l'analyse de Clément pointe vers un monde largement sous-analysé et partiellement caché de processus de raisonnement qualitatifs et non formels mais puissants fondés sur des images et des schémas moteurs perceptifs, concrets et très utilisés par les scientifiques et les étudiants confrontés à de nouveaux problèmes. Cela contraste avec la vision des scientifiques en tant que penseurs abstraits qui n'utilisent que la logique formelle et les mathématiques pour résoudre les problèmes. Un autre point de vue de l'analyse de Clement est que ces processus de résolution de problèmes non formels, concrets et basés sur l'imagerie précèdent souvent ou fonctionnent de manière itérative avec des processus mathématiques plus formels, abstraits.

Par exemple, dans une analyse fascinante de la façon dont les étudiants et les scientifiques ont résolu un nouveau problème de physique en utilisant des ressorts (deux ressorts, un ressort étroit ou large, qui s'étireraient davantage si une force identique était appliquée), Clement détaille cinq étapes et plusieurs actes mentaux et physiques qui ont facilité la construction d'un modèle quant au fonctionnement des ressorts. Certains scientifiques ont commencé par tenter de décrire des fonctionnements mathématiques basés sur des formules connues, qui n'ont finalement pas permis de distinguer en particulier le fonctionnement spécifique des ressorts étroits et larges. Cela a conduit beaucoup à construire des analogies et des images mentales qui les ont aidés à mieux comprendre le problème (p. Ex., Comparer l'étirement dans un ressort étroit et large au pli d'un fil court et long).

Bien que beaucoup de ces analogies et images mentales aient des défauts (par exemple, l'analogie avec le fil de fer n'aide pas à comprendre que les ressorts fonctionnent par torsion), le conflit généré par des expériences de pensée ratées ou des simulations mentales échouées souvent des catalyseurs pour l'élaboration d'analogies et d'images mentales plus raffinées, qui ont aidé certains scientifiques et étudiants à passer de simples descriptions qualitatives (étape 1) à des modèles explicatifs provisoires (étape 2), et d'ici à des modèles entièrement imageables et spatiotemporellement intégrés. incorporant des effets de torsion (étape 3).

Pour le penseur rare qui a investi son temps et son énergie et son intelligence – Clément lui-même a passé des mois sur le problème – ces modèles intégrables et imageables peuvent être traduits en modèles avec des niveaux géométriques de plus en plus précis (étape 4). En fin de compte, grâce à un processus itératif d'abduction générative, d'évaluation de modèle, d'alignement de schéma et de mathématisation, certains scientifiques (en l'occurrence Clément lui-même) ont élaboré un modèle quantitatif du problème de printemps. .

Selon le raisonnement de Shepard (Shepard, 1984) et Kosslyn (Kosslyn, 1994, Kosslyn et al., 2006), Clement considère l'imagerie comme une façon naturelle de représenter les propriétés perceptives telles que la forme, la position relative, la texture de la surface les trajectoires et certains types de relations causales (par exemple, les contraintes spatiotemporelles sur tout système d'objets). Notamment, la simulation imagée guidée par un schéma est au cœur de la théorie de Clément de la pensée créative et constructive basée sur l'imagerie dans la science. La simulation imagée par schéma peut participer à des opérations de raisonnement et à des expériences de pensée qui étendent souvent les schémas à des cas hors de leur domaine d'application normal et exploitent des connaissances implicites dans le schéma (par exemple, connaissance spatio-temporelle).

L'activation perceptive flexible des schémas perceptifs / moteurs peut également contribuer à la génération d'analogies flexibles ou à l'accès à de nouvelles idées via l'association; et les idées divergentes peuvent aussi être modulées par des transformations imagistes. Des simulations doubles peuvent être exécutées simultanément pour comparer et contraster des modèles, et l'imagerie peut être utilisée pour représenter efficacement plusieurs contraintes de modèle. Par exemple, à l'instar des processus décrits par Watson (1968) concernant sa découverte de la double hélice, Clément considère comment un chimiste, en essayant d'imaginer ce que l'ion pourrait réagir avec une certaine surface cristalline, pourrait d'abord imaginer les configurations d'atomes la surface du substrat; puis imaginez la taille d'un ion qui pourrait réagir avec lui; choisissez ensuite une molécule candidate d'une forme connue; Ensuite, faites tourner l'image de la molécule dans plusieurs directions pour voir si la molécule pourrait entrer dans la forme du substrat.

Ainsi, selon Clement, la simulation imagée est un outil puissant que les scientifiques et les étudiants peuvent utiliser: il peut être utilisé pour générer, évaluer et modifier des modèles de manière très flexible et efficace. En outre, alors que les scientifiques et les étudiants pensent souvent et agissent différemment lorsqu'ils résolvent des problèmes, des éclairages plus profonds sur la manière dont l'imagerie, l'analogie et la simulation mentale sont utilisées par les scientifiques et les étudiants peuvent aider à informer les enseignants. le terrain et les outils communs qui stimulent la créativité, le raisonnement et la construction de modèles explicatifs chez les scientifiques et les étudiants.

Ces idées peuvent également avoir des implications pour la pratique de l'enseignement. Par exemple, quand on enseigne la science en classe, au lieu de viser uniquement des structures symboliques statiques, le but de l'enseignement pourrait être le développement de modèles mentaux dynamiquement exécutables de phénomènes observables et de mécanismes fonctionnant «sous» les phénomènes observables. . Aussi, parce que plusieurs scientifiques et étudiants dans la recherche de Clement ont utilisé des mouvements de la main tout en signalant qu'ils effectuaient des simulations imaginaires, il se peut que les mouvements de la main, indicateurs des processus de simulation mentale, soient un moyen de communication sous-évalué. à la fois le contenu et les objectifs de processus des enseignants. Dans le même ordre d'idées, Clement note que les dessins, un moyen de communication évident qui peut améliorer l'utilisation de l'imagerie par les élèves, sont généralement sous-utilisés en classe. Dans l'ensemble, Clement croit que les techniques d'amélioration de l'imagerie peuvent constituer un puissant outil pédagogique, mais il reconnaît également la nécessité de poursuivre les recherches dans ce domaine.

Clément reconnaît également les limites de sa méthode d'analyse et il est conscient qu'il infère certains processus d'imagerie de ses protocoles qui restent quelque peu spéculatifs et ouverts à la réanalyse critique. Il met en évidence de nombreux processus qui sont encore mal compris, y compris la nature détaillée des représentations d'images, des simulations d'images et des transformations, et comment celles-ci sont connectées aux systèmes de navigation et de manipulation manuelle; comment les différents types d'analogie, d'imagerie et de simulation mentale sont séquencés, coordonnés et contrôlés par l'esprit et le cerveau; comment ces opérations mentales sont coordonnées avec la conception et la mise en œuvre d'expériences réelles (par exemple, comment les expériences de pensée informent des expériences réelles et vice versa); comment ces processus peuvent être aidés, entravés ou complétés par ceux des interactions sociales et des représentations externes; comment les émotions peuvent aider ou interférer avec le processus créatif; etc.

Bien que Clement affirme qu'une certaine volatilité au niveau des simulations élémentaires et des transformations peut percoler vers le haut et soutenir un raisonnement non formel plus créatif, la construction de modèles et les processus d'application modèle, un travail expérimental est nécessaire pour clarifier et expliquer comment ce processus pourrait fonctionner. L'analyse qualitative de Clément des protocoles était certainement générative – il a généré un grand nombre de processus cognitifs candidats qui peuvent être critiques pour notre compréhension de la construction de modèles créatifs – et il fait un excellent travail de travail avec cet ensemble de processus cognitifs pour générer des hypothèses. théorie préliminaire sur le fonctionnement de l'imagerie, l'analogie et la simulation mentale dans le processus créatif. Cependant, il reconnaît également que d'autres travaux expérimentaux sont nécessaires pour se concentrer sur des hypothèses individuelles. Un livre vraiment merveilleux – un merveilleux acte de création.

Les références

KOSSLYN, SM 1994. Image et cerveau: la résolution du débat sur l'imagerie, Cambridge, Mass; Londres, MIT Press.

KOSSLYN, SM, THOMPSON, WL et GANIS, G. 2006. Les arguments en faveur de l'imagerie mentale, Oxford; New York, Oxford University Press.

SHEPARD, RN 1984. Contraintes écologiques sur la représentation interne – La cinématique résonnante de la perception, de l'imagination, de la pensée et du rêve. Psychological Review, 91, 417-447.

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