1 – Une place pour l’inférence : La physiologie de la vision

15Le concept d’inconscient « cognitif » élaboré par la pensée allemande du xix^e siècle, correspondrait d’une part au fractionnement de la conscience et de la représentation réalisé par Johann Friedrich Herbart et Gustav Fechner, et d’autre part à l’émergence d’une conception ontogénétique de la conscience, comprise comme issue de la mise en œuvre de processus inconscients, chez Carl Gustav Carus et Friedrich Eduard Beneke, puis chez Hermann von Helmholtz et Wilhelm Wundt [18]. Nous insisterons ici sur la place des résultats plus proprement physiologiques sur la vision spatiale et appuyant la notion d’inférence.

16Au xix^e siècle en effet, plusieurs données empiriques concernant la physiologie rétinienne et la vision binoculaire renouvellent la problématique de la perception des distances, et donc du relief en tant que différence de profondeur entre les points d’un même objet. La vision nette des objets à distance supposait une accommodation, de sorte que l’image se fasse exactement sur la rétine, même si son mécanisme restait débattu [19]. Depuis Descartes et Berkeley, la variation de la convergence des yeux lui était associée pour l’évaluation des distances proches, en une sorte de synergie fonctionnelle. Grâce à l’angle sous lequel l’objet était vu (grandeur apparente) et l’examen de la perspective, une certaine perception du relief était possible avec un seul œil. La vision binoculaire et la disparité rétinienne, étudiées depuis l’Antiquité, demeuraient quant à elles surtout problématiques, car elles devaient entraîner la diplopie et la localisation incorrecte des objets. Pour que la vision simple puisse avoir lieu avec les deux yeux, il fallait admettre la correspondance des deux images, c’est-à-dire leur réception sur des points identiques ou correspondants des deux rétines. Gherard Vieth et Johannes Müller dessineront l’horoptère, lieu des points tels que deux d’entre eux sont vus sous le même angle par chaque œil, comme un cercle, dé?nissant par là des points concordants [20]. Lorsque les images ne se forment pas sur ces points, la disparité conduit à la diplopie.

17Johannes Müller va donner à cette théorie tout son développement [21]. Il importait selon lui avant tout de rendre compte de la spéci?cité fonctionnelle des structures nerveuses, en particulier des nerfs. La sensation de lumière ne dépend pas de la constitution physique de la lumière mais de celle, particulière, du nerf optique, qui possède une énergie innée et spéci?que pour la recevoir. L’esprit a un contact direct avec les nerfs, et non avec les corps externes eux-mêmes. Ceux-ci affectent les nerfs et l’esprit peut percevoir ces changements d’états. Mais l’esprit ne peut percevoir les relations spatiales de l’image rétinienne que parce que ces relations sont préservées dans l’arrangement des ?bres optiques. Si les deux rétines ne perçoivent qu’un objet, c’est par coalescence, c’est qu’elles possèdent ces points identiques où aboutissent des ?bres issues de la bifurcation d’une même ?bre nerveuse au niveau du chiasma. Müller développe donc une théorie de la perception de l’espace visuel qui relie sa notion d’énergie spéci?que aux intuitions a priori de Kant, donnant ainsi un statut formel à la théorie dite « nativiste ». Mais seule la perception des surfaces, ou la localisation correcte des objets sur un plan, est ainsi expliquée par les propriétés organiques innées de la rétine bidimentionnelle. Selon Müller, la perception du relief reste un jugement rendu possible par l’expérience, et non une sensation directe.

18Les hypothèses sur nature du processus qui, à partir de données bidimentionnelles et punctiformes fournies par la projection de chaque ?bre nerveuse sur la rétine, pourrait aboutir à la perception de la troisième dimension seront discutées par divers théoriciens : association chez Johann Steinbuch, combinaison d’associations et d’inférences selon Thomas Brown, ou lois innées de la sensibilité pour Caspar Tourtual [22].

19Il faudra attendre les appareillages inventés par Charles Wheastone et David Brewster, et les mesures rendues précises de l’acuité stéréoscopique, pour montrer combien la disparité rétinienne contribue à faire distinguer le relief des corps. L’horoptère sera alors redessiné pour remettre en cause la théorie des points concordants. C’est la vision binoculaire qui semblait donner essentiellement la sensation de relief et de profondeur. Quoi qu’il en fût, un processus central de nature encore obscure, paraissait toujours indispensable pour expliquer la fusion binoculaire, sans laquelle il n’y aurait ni vision correcte, ni vision du relief.

2 – Un temps pour l’inférence : La psychométrie sensorielle

20Mais y avait-il au fond une place pour ce processus d’inférence ? La période 1825-1850 se passionne pour les illusions visuelles, et invente les dispositifs les générant : stéréoscope on l’a vu, mais aussi stroboscope, kaléidoscope pour la perception du mouvement. La distorsion de la taille des objets en mouvement est un autre exemple d’illusion, considéré par Georg Friedrich Parrot [23]. Pourquoi les objets qui se meuvent rapidement (vus d’un train par exemple), semblent diminuer de taille, comme croit l’observer Parrot ? Selon lui, l’évaluation de la distance de l’objet est possible grâce aux autres objets extérieurs, et de cela, nous inférons la taille réelle de l’objet. Or, dans ces conditions particulières, l’âme n’a pas le temps d’estimer la distance de l’objet par rapport aux objets extérieurs avec la vitesse qu’exigerait celle du mouvement, d’où cette illusion sur la taille. Ce sont de telles conditions extrêmes, accessibles à l’expérimentation, qui permettent d’évaluer la vitesse, qui serait ?nie, des actes psychiques, notamment celle des inférences inconscientes de la perception. Dans le domaine de la perception visuelle et de ses inférences, une psychologie expérimentale devient dès lors possible, à l’inverse de l’interprétation pessimiste de Kant.

21Mais pour qu’au-delà de ce qui est déjà plus qu’un exercice philosophique, la vision comme pensée puisse être soumise à une expérimentation effective et systématique, il faudra attendre la première grande réussite du physicien et physiologiste allemand Hermann von Helmholtz, la fameuse mesure de la vitesse de conduction des signaux le long des nerfs [24]. Malgré les prédictions de Johannes Müller, Helmholtz trouva des vitesses de conductions plus proches de la vitesse du son que celles de la lumière. Cette vitesse ?nie au niveau des nerfs rendait possible l’évaluation de celle des actes psychiques au niveau cérébral. Les mesures de Helmholtz le conduisirent à estimer le cerveau relativement lent, car les temps de réaction étaient bien plus longs qu’ils ne le devaient si l’on considérait la vitesse des signaux au sein des nerfs périphériques. L’acheminement des signaux et des interruptions devaient se combiner au cours de la perception.

22Franciscus Cornelius Donders soulignera toute la portée de cette découverte de Helmholtz, et donnera à la chronométrie mentale un développement considérable [25]. Elle constituera un programme de recherche important dans le laboratoire de Wilhelm Wundt, qui analysera lui-même longuement le processus inférentiel [26], et pour Helmholtz lui-même. Les données de la physiologie nerveuse vont introduire un facteur temps rendant envisageable l’exploration dynamique de la perception visuelle, ainsi que le premier déploiement d’une « psychophysiologie du temps [27]». En acquérant la dimension d’un processus pouvant se déployer dans le temps, un phénomène temporel, la notion d’inférence devenait ainsi accessible à la physiologie et naturalisable.

3 – Nature de l’inférence et de ses prémisses

23Le Traité d’optique physiologique de Helmholtz résume toutes les connaissances de l’époque concernant la vision, et va donner à l’idée selon laquelle le système visuel raisonne de manière implicite sur ses expériences sensorielles la légitimité et l’ancrage les plus importants. L’analyse tripartite reflète sa conception de la connaissance sensible [28]. Le premier tome (1856) donne une description physique du système optique, dioptrique de l’œil utilisant notamment les résultats ophtalmoscopiques et ophtalmométriques. Le second (1860), plus proprement physiologique, traite des sensations visuelles (intensité et durée, contrastes, images résiduelles) et contient la fameuse théorie trichromatique de la vision colorée. En?n le troisième tome (1867) est une psychologie de la perception, notamment de la distance et du relief, incluant des données sur les mouvements oculaires et la vision binoculaire, où Helmholtz développe pleinement sa conception des inférences inconscientes, ou plutôt des raisonnements inconscients (unbewusste Schlüsse).

24Selon Helmholtz, les perceptions d’objets extérieurs sont des représentations, résultats d’une activité psychique d’inférence. Les sensations sont comme des symboles arbitraires de la réalité, comparables au langage humain. Les signes sensoriels ne tirent leur signi?cation que d’associations élaborées au cours de l’apprentissage. Nous sommes essentiellement séparés du monde des objets et isolés des événements physiques extérieurs, sauf en ce qui concerne ces signaux nerveux, qui, comme le langage, doivent être appris et interprétés. Bien qu’inconsciente, l’inférence sensorielle procède selon les lois de la logique, logique qui repose sur les associations fréquentes d’une même sensation avec l’idée que l’on a d’un objet donné et qui fait appel à l’expérience acquise. Nous déduisons à partir de sensations que nous recevons à un moment donné, à travers l’expérience passée, la nature des objets qu’elles représentent probablement.

25Helmholtz s’écarte de la tradition psychophysique selon laquelle toute l’information nécessaire pour expliquer nos perceptions est présente dans l’environnement en attendant d’y être prélevée par l’œil, et qui cherchait dès lors à corréler les sensations subjectives avec les stimuli. On ne peut trouver des stimuli correspondant à de nombreux phénomènes perceptibles, et de plus, l’image rétinienne est pauvre, plate et statique. Les processus inférentiels sont censés suppléer à cette pauvreté, et servir de relais entre l’image rétinienne et la perception. Ils permettent aussi de relativiser les illusions visuelles qui résultent d’inférences inductives incomplètes, résultant elles-mêmes de positions et mouvements inhabituels des yeux, dont on n’a jamais appris la signi?cation par l’apprentissage. Les inférences, jamais inexactes, permettent aux illusions, même si elles persistent, d’éviter de nous tromper.

26Le concept exposé par Helmholtz, n’est donc pas absolument original, si ce n’est qu’il fait de l’inférence une description en termes d’associations. On comprend qu’à la suite de Helmholtz, la psychologie associationniste a promu, sous l’impulsion de John Stuart Mill notamment, la théorie des inférences sensorielles inconscientes en partie intégrante du fonctionnement de l’esprit.

4 – Difficultés de l’inférence : Le débat Hering-Helmholtz

27Cependant, la nécessité de l’inférence lors de la localisation des objets dans l’espace et de la perception du relief sera remise en cause. Il faut rappeler brièvement les débats sur la question de l’espace visuel, très vifs à partir des thèses de Müller, en particulier avec Alfred Wilhelm Volkmann, Franciscus Donders, Peter Ludvig Panum, et Helmholtz, qui y prit une part active avec son rival Karl Ewald Hering [29].

28En 1852, alors qu’Ernst HeinrichWeber publie ses recherches sur le rôle des terminaisons nerveuses dans la discrimination de la sensibilité tactile [30], Hermann Rudolph Lotze soutient que chaque point de la rétine (ou de la peau) doit posséder un signe local qualitativement unique et que les signes locaux devaient être reliés par l’esprit pour constituer l’ordre spatial [31]. La localisation dans l’espace n’est possible que par un ensemble de signes locaux rétiniens, à partir desquels l’esprit opère une reconstruction.

29Hering donne à la théorie des signes locaux le développement le plus élaboré [32]. Il soutient que chaque point rétinien possède une sensation de l’espace, un sentiment d’étendue, qui est composé de trois qualités simples, de hauteur, de largeur, et de profondeur. Chaque point disposé anatomiquement sur la rétine a sa valeur propre en hauteur et en largeur, permettant la perception en deux dimensions, mais la valeur du troisième sentiment, celui qui donne la profondeur ou la position du plan, est donnée sur la rétine par un mécanisme particulier préétabli. Ainsi, si nous devions selon Berkeley apprendre à interpréter les sensations visuelles grâce à l’association, cela est lié à la limitation des propriétés de la rétine, incapable de percevoir directement la troisième dimension. Mais selon Hering, ces dernières rendent possible cette perception directe du relief. La perception des trois dimensions résulte de la fusion binoculaire des deux impressions. La bonne discrimination de l’espace repose sur un processus purement physiologique, et ce processus est considéré comme inné du fait de la présence de certains phénomènes à un stade précoce du développement, comme le synchronisme des mouvements oculaires. La loi d’égale innervation soutenue par Hering impliquait en effet que les muscles correspondants des deux yeux étaient toujours également innervés. Les commandes des mouvements des yeux sont convergentes, de sorte qu’un œil ne bouge jamais indépendamment de l’autre. La spatialité est donc entièrement donnée a priori, même si la perception des objets dans l’espace réel est le résultat de l’expérience.

30Hering et Helmholtz vont diverger sur plusieurs points. L’un des principaux étant que pour Helmholtz, la fusion binoculaire est un acte d’inférence psychique n’ayant rien d’inné, mais résultant de l’expérience. La notion de point correspondant représente une simple condition, une explication périphérique de la fusion binoculaire, qui est en fait un processus central. Chaque œil fonctionne bien initialement séparément, et la vision binoculaire doit être apprise, tout comme la perception de la profondeur. Celle-ci est inconsciemment inférée à partir des données issues de l’amplitude de déplacement du regard. L’âme recherche la distance entre des points lumineux situés dans le champ visuel, grâce à l’amplitude du déplacement du regard qui les ?xe successivement. Les signes locaux de Lotze permettent alors de situer l’objet dans l’espace grâce à un mouvement oculaire quanti?able toujours identique. Ce mouvement est donc la base de l’inférence, et non d’ailleurs les sensations musculaires qui l’accompagnent : les sensations de mouvements oculaires ne sont pas la source originelle de la connaissance de la distance. Le toucher explorateur permet l’apprentissage de la localisation dans l’espace et la modi?cation volontaire de la direction du regard. Par la suite, le mouvement volontaire renforce la conviction du sujet obtenu par les inférences inconscientes : il permet de con?rmer consciemment la cause des sensations.

5 – Enjeux de l’inférence : Psychologie et physiologie

31Le regard devient un acteur essentiel dans la perception correcte de l’espace. La théorie empiriste de Helmholtz s’oppose ainsi au « nativisme » : la perception de l’espace se construit par le regard, comme la perception en général. Le jugement tient compte à la fois du stimulus sensoriel et de sa localisation spatiale. La croyance de Kant au caractère inné de la spatialisation est attaquée, en même temps que ses théories peuvent être soumises à l’expérimentation. Car Helmholtz accumule des données empiriques pour montrer d’une part l’importance du regard dans la gestion de notre espace sensoriel et dans la perception correcte de l’espace, et d’autre part que l’ajustement du regard à l’espace extérieur peut se modi?er par apprentissage.

32L’historien de la psychologie Edwin Boring classe Kant, Müller, Hering parmi les nativistes, alors que le courant empiriste serait représenté par Helmholtz, Lotze, Wundt, et ajoute qu’il n’y a pas néanmoins, avec le recul, de différences aussi tranchées, même si les acteurs des années soixante insistaient sur leur antagonisme [33]. Helmholtz accentuera lui-même les différences entre les positions « nativistes » et « empiristes » avec la parution du troisième tome de l’Optik, où il attaque directement Hering. Plutôt que de prôner un lien mécanique des sensations à l’esprit lié aux structures organiques préexistantes, il préfère un lien acquis par l’apprentissage et l’idée de l’inférence sensorielle, transférant ainsi à l’expérience et au jugement le rôle que Hering attribuait à un donné physiologique préconstitué, rôle insuffisamment explicatif selon Helmholtz. C’est ce qui fera que Helmholtz se fera accuser en retour par Hering de mettre la physiologie sous tutelle de la psychologie, et de souscrire à une forme de dualisme et même de spiritualisme.

33Helmholtz reste bien partisan du dualisme. D’où sa notion que les perceptions devaient impliquer des inférences inconscientes. La plupart des phénomènes qui se déroulent au sein du système nerveux ne sont pas en effet représentés dans la conscience. La conscience reste donc étrangère au système nerveux. De là aussi sa revendication d’une psychologie indépendante de la physiologie, qui doit cependant être expérimentale comme elle : ni le vécu, ni l’introspection ne peuvent nous faire découvrir ce que nous voyons et ce que nous pensons ou même sur quelles données sont fondées nos perceptions et nos impressions.

34De fait, la controverse Hering - Helmholtz oppose non une physiologie de l’inné à une physiologie de l’acquis, mais bien une explication physiologique à une explication psychologique. À travers elle, c’est bien au fond le statut épistémologique de la physiologie et de la future psychologie qui est en jeu [34]. Toute reconstruction généalogique d’un concept doit tenir compte de la réorganisation constante des savoirs. Si le débat sur l’inférence diffère considérablement à cause d’une organisation transformée des savoirs depuis la période classique, à la ?n du xix^e siècle, son enjeu devient aussi la réorganisation de ces savoirs.

1 – La postérité inférentielle de Helmholtz

35Au-delà de son apport empirique à l’histoire de la vision, Helmholtz représente incontestablement une source importante des débats contemporains sur la perception. La question de la vision spatiale et la notion d’inférence s’inscrivent au xx^e siècle dans un cadre nouveau, lié à l’apparition du paradigme de l’information, de l’intelligence arti?cielle, et aux progrès considérables des neurosciences de la vision. Les années 1970 et 1980 furent particulièrement riches en théories inférentielles, avec celles de Richard Gregory, d’Irvin Rock, de Jerry Fodor, de David Marr, de Stephen Kosslyn, ou de Michael Tye [35]. Malgré des variations importantes, ces théories élaborées dans le cadre du cognitivisme possèdent quelques caractéristiques communes. Par rapport à Helmholtz, elles remettent en cause l’unité des mécanismes inférentiels, discutent la nature et la base du processus inférentiel, ainsi que la nature des représentations générées (codes propositionnels ou imagés).

36Depuis Alhazen, les inférences de la perception sont celles de la pensée. Helmholtz assimilait ainsi l’inférence à l’association. Pourtant, Helmholtz le savait déjà, les illusions visuelles persistent même après avoir été détectées. Par conséquent, il faut admettre une certaine séparation entre les processus de cognition ordinaire et ceux mis en œuvre au cours de la perception. Avec Irvin Rock, les opérations cognitives deviennent simplement analogues aux inférences mises en œuvre lors de l’exercice des facultés mentales supérieures. Chez Fodor, les processus perceptuels ont lieu dans des modules cognitifs séparés.

37Au xix^e siècle, la perception restait décomposable en un ensemble de sensations dont l’association était réalisée selon les règles inconscientes de l’inférence. Le contenu des prémisses, sensations et images, restait le même que celui de la conclusion des inférences. Les propriétés phénoménales des sensations et les règles de leur association étaient suffisantes, sans qu’il soit nécessaire de postuler un langage inconscient de la pensée, ou de donner aux inférences perceptives un contenu qui leur conférerait un pouvoir de traduction. En revanche, avec le cognitivisme, les représentations subissent la médiation d’un langage interne de la perception de plus en plus sophistiqué pour permettre une reconstruction de l’univers perçu à partir de données primitives élémentaires qui doivent être décrites (bords, taches, etc.), puis traitées pour rendre compte de l’expérience phénoménale. Dans la lignée du traitement de l’information, David Marr développe une théorie computationnelle de la vision : la séquence du traitement de l’information (les computations) progresse d’une simple représentation du stimulus d’entrée vers les perceptions, conçues comme la sortie. Les inférences deviennent des computations. La perception implique la saisie de variables complexes, secondairement reliées par des processus computationnels, des processus de calculs directement appliqués aux propriétés plus élémentaires, et la génération, l’appariement et le stockage de représentations du monde.

38La notion de représentation sera en?n utilisée dans une large diversité de signi?cations selon les auteurs, désignant toute forme de description symbolique du monde rendue présente à l’esprit : images, ?gures, signes. L’ébauche en 2,5 D de Marr et les catalogues de description d’observations stockées en mémoire postulés par les théories de la reconnaissance des objets sont ainsi des représentations. Un débat aura donc lieu à l’intérieur du cognitivisme à propos des modes de représentation, opposant la représentation propositionnelle, à la représentation imagée ou iconique. Selon la première conception, l’image n’est qu’un épiphénomène qui recourt à des chaînes de symboles ou des signes qui correspondent au langage naturel mais n’ont aucune analogie avec la réalité vécue. Il y a nécessité de conceptualiser les données de la perception : voir est conceptualiser. Selon la seconde, l’image impose son régime propre à la représentation. L’expérience perceptive donne naissance à des images qui, par voie d’abstraction, donneront naissance à des idées ou à des concepts : voir est d’abord imaginer.

2 – Contestations de l’inférence

39Une contestation de l’inférence est directement issue du connexionnisme. Le traitement des informations peut s’opérer selon certaines règles, qui en réalité sont celles des réseaux neuronaux, sans qu’il soit nécessaire de décrire les opérations en termes cognitifs.

40Mais historiquement, ce sont les théoriciens de la Gestalt qui, en insistant sur l’organisation perceptive, remettent les premiers l’inférence Helmholtzienne en cause. Selon Boring, les analyses de Carl Stumpf, Max Wertheimer et Wolfgang Kölher doivent beaucoup à Hering, et doivent être inscrites dans le prolongement du nativisme [36]. Les faits psychiques comme structure d’ensemble supposent des interactions cérébrales spontanées déclenchées par les composantes du stimulus sensoriel et non des processus inférentiels de construction à partir de sensations élémentaires. L’œil tend naturellement à organiser selon des patterns cohérents et signi?catifs ce qui n’est autrement qu’une série de points ou de lignes.

41Une autre contestation radicale viendra d’un renouvellement de l’approche psychophysique. Les processus cognitifs d’inférences ou ceux de la Gestalt ne sont nécessaires que si l’on a une conception très « élémentariste » des stimuli de la vision. Initialement influencé par Kurt Koffka, le psychologue américain James Jerome Gibson va travailler toute sa vie sur la vision de la forme [37]. Dans les années quarante, il propose des stimuli correspondant à des phénomènes perceptifs abstraits qui avaient résisté à l’investigation psychophysique traditionnelle, pour lesquels on ne pouvait trouver les stimuli correspondants. Ainsi la perception d’un plan en profondeur est liée à un gradient de texture et non à l’apparence d’objets posés sur ce plan. Le stimulus devient le gradient de texture. Certains éléments « d’ordre supérieur » ne varient pas avec le déplacement ou la rotation : ils sont « recueillis » dans l’environnement sans qu’interviennent de traitement, de calcul perceptif ou d’inférence. Le programme de la psychologie de la perception devient la recherche de tels éléments invariants, que le système visuel utilise réellement, et celle des caractéristiques d’ordre supérieur du stimulus, qui correspondent à chaque perception. L’« optique écologique » conteste ainsi l’« optique physiologique » de Helmholtz. Il n’est pas possible de décomposer une opération ou des calculs psychologiques plus élémentaires que la perception, ni nécessaire de prévoir entre le stimulus et la réponse un niveau cognitif, un niveau de représentation, ni un processus de construction et d’appariement de représentation.