Expérience de transfert analogique (problème du rayonnement) – Mary Gick et Keith Holyoak

La capacité de transposer une structure relationnelle d’un domaine d’expérience familier vers un domaine nouveau et non résolu constitue l’un des piliers les plus remarquables de l’intelligence humaine. Loin de se réduire à un simple ornement rhétorique ou poétique, l’analogie opère comme un moteur cognitif fondamental qui sous-tend la créativité scientifique, l’élaboration conceptuelle et la résolution de problèmes mal définis. Dans le courant dominant de la psychologie cognitive de la fin du XXe siècle, la question de savoir comment un individu parvient à mobiliser spontanément une solution passée pour surmonter une énigme présente a longtemps constitué une énigme expérimentale. C’est à ce point de bascule épistémologique que se situent les travaux séminaux menés par Mary Gick et Keith Holyoak au début des années 1980.

En s’emparant d’une énigme emblématique issue de la tradition gestaltiste — le célèbre problème du rayonnement formulé à l’origine par Karl Duncker —, Gick et Holyoak ont conçu un paradigme d’une rigueur méthodologique inédite pour mesurer avec précision le transfert analogique spontané et guidé. Leurs recherches ont mis en lumière une vérité expérimentale à la fois déconcertante et féconde : confrontés à une histoire source contenant la clé logique exacte de l’énigme cible, les individus échouent massivement à percevoir le lien structurel en l’absence d’un indice explicite. Cette dissociation spectaculaire entre la disponibilité d’une information en mémoire et son accessibilité effective a bouleversé les théories classiques du traitement de l’information et refondé notre compréhension de l’architecture cognitive.

Le présent article propose une analyse approfondie et exhaustive de cette expérience historique et de ses prolongements contemporains. Nous explorerons minutieusement les fondements conceptuels du transfert analogique, la genèse gestaltiste du problème du rayonnement, les protocoles expérimentaux princeps de 1980 et 1983, ainsi que les modèles computationnels et neurocognitifs qui en ont découlé. À travers ce parcours théorique, empirique et épistémologique, nous mettrons en lumière les mécanismes intimes par lesquels l’esprit humain extrait l’abstrait du concret, surmonte la tyrannie des apparences de surface et parvient, parfois contre toute attente, à l’illumination intellectuelle.

1. Introduction et fondements conceptuels du transfert analogique

1.1 Définition psychologique et épistémologique du transfert analogique

Le transfert analogique désigne le processus cognitif par lequel un système de connaissances préalablement élaboré au sein d’un domaine source, souvent familier ou maîtrisé, est projeté et réutilisé pour appréhender, structurer ou résoudre une situation problématique au sein d’un domaine cible inédit. Sur le plan épistémologique, ce processus ne repose pas sur une simple identité matérielle des objets en jeu, mais sur la détection et l’exploitation d’un isomorphisme structurel : les entités qui composent la source et la cible peuvent être radicalement hétérogènes sur le plan physique ou sensoriel, pourvu que les relations causales, temporelles ou logiques qui les unissent partagent une organisation formelle commune. En psychologie cognitive, ce transfert s’inscrit au cœur des théories de l’induction et du raisonnement synthétique, se distinguant nettement de la pure déduction logique ou de la simple extrapolation statistique.

La littérature scientifique opère une distinction théorique fondamentale entre le transfert proche (ou intra-domaine) et le transfert lointain (ou inter-domaines). Le transfert proche intervient lorsque les domaines source et cible partagent à la fois des similitudes structurelles et de fortes analogies de surface. À l’inverse, le transfert lointain, qui constitue le véritable étalon de la flexibilité cognitive, exige du sujet qu’il fasse abstraction des dissemblances perceptives immédiates pour ne retenir que l’armature relationnelle abstraite des situations. Dans ce cas de figure, les objets physiques du domaine source et ceux du domaine cible n’appartiennent à aucun champ catégoriel commun dans la mémoire sémantique conventionnelle, ce qui complique considérablement leur mise en relation mentale.

L’importance fonctionnelle de ce mécanisme dépasse largement le cadre des énigmes de laboratoire : l’analogie gouverne la pensée créative, la conceptualisation métaphorique et l’avancement des théories scientifiques les plus révolutionnaires. De la comparaison gravitationnelle du système solaire appliquée par Ernest Rutherford au modèle atomique, jusqu’à l’analogie de la sélection artificielle exploitée par Charles Darwin pour théoriser la sélection naturelle, le transfert inter-domaines s’affirme comme le véhicule privilégié par lequel l’esprit humain s’affranchit des limites perceptives immédiates pour forger des catégories épistémologiques inédites et résoudre des problèmes à l’espace d’état complexe.

1.2 La trajectoire scientifique de Mary Gick et Keith Holyoak

La collaboration féconde entre Mary Gick et Keith Holyoak a pris naissance au tournant des années 1980 au sein du département de psychologie de l’Université du Michigan à Ann Arbor, un épicentre mondialement reconnu pour l’effervescence de ses recherches sur le traitement de l’information et la cognition supérieure. À cette époque charnière, la psychologie cognitive cherchait à s’extraire des modèles simplificateurs de laboratoire pour modéliser des activités intellectuelles de haut niveau, telles que le raisonnement déductif, la prise de décision complexe et la compréhension de textes narratifs. La convergence des compétences des deux chercheurs offrait un terreau interdisciplinaire idéal pour aborder ces problématiques épineuses.

Mary Gick apportait une sensibilité aiguisée issue de la psychologie de l’éducation et de l’analyse empirique des processus d’apprentissage textuel. Ses travaux s’intéressaient tout particulièrement à la manière dont les apprenants encodent, schématisent et réinvestissent les informations contenues dans des récits en prose. Keith Holyoak, pour sa part, s’imposait déjà comme une figure montante de la modélisation formelle du raisonnement humain et de la sémantique cognitive. Son approche, fortement influencée par la rigueur de la formalisation mathématique et l’émergence des sciences informatiques naissantes, visait à décortiquer les architectures de règles et de représentations qui gouvernent le comportement rationnel de l’adulte.

Ensemble, Gick et Holyoak se sont fixé l’objectif ambitieux de sortir la notion d’« illumination » (le célèbre insight théorisé par les psychologues de la forme) de son statut quasi mystique d’événement mental spontané et impénétrable. En soumettant l’intuition analogique à une dissection expérimentale minutieuse et reproductible, ils ambitionnaient de formaliser empiriquement chaque maillon de la chaîne cognitive : de l’encodage initial de la situation à la récupération indicée en mémoire, jusqu’à l’application finale de la solution par projection relationnelle. Cette démarche allait aboutir à deux articles séminaux publiés en 1980 et 1983 dans la revue Cognitive Psychology, redéfinissant durablement les contours du champ.

1.3 Le paysage théorique de la psychologie cognitive en 1980

Au tout début des années 1980, le paradigme dominant en psychologie cognitive était incontestablement celui du traitement de l’information, incarné par les travaux monumentaux d’Allen Newell et Herbert Simon synthétisés dans leur ouvrage de 1972, Human Problem Solving. Selon cette perspective fonctionnaliste, la résolution d’un problème était conceptualisée comme une navigation méthodique au sein d’un « espace de problème » (problem space), défini par un état initial, un état but et un ensemble d’opérateurs de transition légaux. Les processus mentaux étaient alors largement décrits à travers le prisme d’algorithmes et d’heuristiques universelles de recherche guidée, au premier rang desquelles figurait l’analyse moyens-fins (means-ends analysis).

Toutefois, ce modèle computationnel séquentiel, bien qu’extrêmement performant pour rendre compte de tâches formelles et bien définies telles que les échecs, la cryptarithmétique ou la tour de Hanoï, révélait des faiblesses patentes face aux problèmes dits « mal structurés » ou requérant une véritable restructuration perceptive. L’approche purement algorithmique par décomposition analytique en sous-buts peinait à expliquer comment un agent cognitif pouvait surmonter une impasse conceptuelle sans explorer de manière exhaustive une combinatoire exponentielle d’états intermédiaires. L’idée que la solution puisse émerger non pas d’une recherche aveugle dans un arbre de décision, mais de la reconnaissance instantanée d’une structure partagée avec un problème antérieur, échappait aux canons mécanistes de ce cadre théorique.

Parallèlement, les théories de la mémoire sémantique et de la compréhension de texte connaissaient un renouveau spectaculaire grâce aux notions de « schémas » développées par David Rumelhart et de « scripts » introduits par Roger Schank et Robert Abelson. Ces modèles proposaient que les connaissances humaines soient stockées sous la forme de structures organisées et génériques représentant des concepts, des situations ou des événements types. La rencontre entre cette vision schématique de la mémoire et les impasses de la recherche heuristique séquentielle ouvrait la voie à une nouvelle interrogation : la résolution d’un problème complexe ne résulterait-elle pas principalement de l’activation et de l’instanciation de schémas relationnels abstraits capables de franchir les frontières étanches des catégories sémantiques usuelles ? C’est précisément dans cette brèche épistémologique que s’est engouffré le programme expérimental de Gick et Holyoak.

2. Le problème initial : Le problème de la tumeur et du rayonnement de Karl Duncker

2.1 Origines historiques et formulation par Duncker (1945)

Pour explorer empiriquement les dynamiques de l’analogie, Gick et Holyoak se devaient de trouver un problème cible réputé pour sa difficulté intrinsèque, son élégance logique et son aptitude à provoquer des impasses cognitives chez la quasi-totalité des sujets naïfs. Leur choix s’est naturellement porté sur le problème du rayonnement, conçu dans les années 1930 par le brillant psychologue allemand Karl Duncker et publié de manière posthume en langue anglaise dans sa monographie fondamentale de 1945, On Problem-Solving. Duncker, figure de proue de l’école berlinoise de la psychologie de la forme (Gestaltpsychologie), utilisait ce problème pour étudier en laboratoire la pensée productive, qu’il opposait à la simple reproduction mécanique d’habitudes motrices ou verbales.

L’énoncé canonique formulé par Duncker confronte le sujet à un cas d’oncologie médicale en apparence insoluble : un patient souffre d’une tumeur gastrique maligne et inopérable localisée au centre de son organisme. Il existe un type de rayonnement dont l’application à haute intensité permet de détruire complètement les tissus tumoraux. Cependant, à cette intensité létale requise pour neutraliser la lésion, le rayon traverse nécessairement les tissus vivants périphériques et les nécrose avec la même fatalité, ce qui causerait la mort immédiate du patient. À l’inverse, si l’on diminue l’énergie du rayon afin de préserver les chairs saines situées sur sa trajectoire, le faisceau devient totalement inoffensif pour la tumeur et s’avère thérapeutiquement inutile. Le problème posé est direct : comment parvenir à détruire la tumeur à l’aide de ces rayons sans endommager de manière fatale les tissus sains qui l’encerclent ?

Dans l’optique gestaltiste de Duncker, la solution de convergence — consistant à envoyer simultanément vers la tumeur de multiples faisceaux de faible intensité venant de directions différentes, de sorte que leur énergie s’additionne au seul point focal où ils se croisent — n’est pas le produit d’un simple calcul combinatoire. Elle exige une véritable « restructuration perceptive » (Umzentrierung). Le résolveur doit reconfigurer sa vision mentale du problème : il ne s’agit plus de chercher comment faire passer un projectile destructeur unique à travers une barrière vivante sans la blesser, mais de découpler la fonction de destruction globale de l’unicité de la trajectoire spatiale. Cette mutation qualitative de la représentation mentale constituait pour Duncker l’archétype même de l’acte d’invention intellectuelle.

2.2 Structure du dilemme médical et contraintes de résolution

L’architecture logique du problème du rayonnement de Duncker repose sur un espace de contraintes d’une rigidité presque absolue, verrouillant délibérément toutes les trajectoires de résolution conventionnelles. La première contrainte réside dans la loi biophysique régissant le traitement : l’effet destructeur sur la matière organique est une fonction strictement monotone et directe de l’intensité du flux énergétique délivré. Il existe un seuil critique d’énergie, noté $E_c$, au-dessus duquel toute matière cellulaire est nécrosée, et en deçà duquel l’intégrité tissulaire demeure parfaitement préservée. Le dilemme s’exprime donc par le fait que l’énergie reçue par la tumeur ($E_t$) doit impérativement satisfaire l’inégalité $E_t ge E_c$, tandis que l’énergie reçue par n’importe quelle unité de tissu sain périphérique ($E_s$) doit scrupuleusement obéir à la contrainte $E_s < E_c$.

La seconde contrainte est d’ordre topologique et spatial. La tumeur est enfouie au centre d’un volume anatomique tridimensionnel plein. Il n’existe aucun canal préexistant, aucune voie d’accès naturelle ou incision chirurgicale possible pour isoler mécaniquement la masse tumorale des tissus sains adjacents. Tout faisceau émis depuis une source externe vers le point central doit inévitablement traverser une épaisseur critique de matière vivante vulnérable. Le sujet se heurte immédiatement à ce que l’on qualifie en logique de situation d’impasse contradictoire : l’action requise pour accomplir le but final entraîne par nécessité matérielle la violation directe de la condition de préservation vitale.

Cette configuration crée un goulet d’étranglement conceptuel majeur. Les solutions intuitives générées spontanément par les participants consistent presque toujours à vouloir contourner l’énoncé en altérant arbitrairement les paramètres de la situation : anesthésier les tissus sains, insérer une canule de protection protectrice, faire tourner la tumeur ou localiser un corridor d’accès miraculeux. Dès lors que l’expérimentateur rappelle l’inviolabilité absolue des contraintes biophysiques et topologiques stipulées dans l’énoncé, le participant se retrouve enfermé dans une impasse cognitive complète, son répertoire d’actions élémentaires habituelles se révélant entièrement inopérant.

2.3 Les impasses cognitives : fixation fonctionnelle et inertie mentale

La persistance de l’échec face au problème du rayonnement s’explique sur le plan psychologique par des mécanismes bien documentés d’inertie mentale et de fixation. Les sujets ont une propension presque irrépressible à concevoir l’émission du rayonnement sous la forme d’un vecteur rectiligne unique et unidirectionnel. Ce biais perceptif et conceptuel découle directement de l’expérience sensorielle quotidienne que nous avons de la projection d’objets, du tir balistique ou des faisceaux lumineux simples. Dans ces contextes habituels, une action est initiée depuis une source singulière et se propage le long d’une ligne continue vers une cible ponctuelle.

Cette prégnance de l’hypothèse du « rayon unique » opère comme une œillère cognitive qui masque totalement l’espace des solutions distribuées. Les participants s’enferment dans une boucle itérative infructueuse où ils ne font que faire varier l’intensité, la vitesse ou la durée du rayon, sans jamais remettre en cause l’axiome implicite de son unicité spatiale. Ce phénomène s’apparente à la fixation fonctionnelle décrite par Duncker dans d’autres paradigmes célèbres, comme celui de la boîte d’allumettes et de la bougie, où la fonction usuelle attribuée à un artefact mental obstrue toute réinterprétation opératoire alternative.

Les observations expérimentales rapportées par Duncker, et plus tard confirmées par l’ensemble de la littérature cognitive, révèlent ainsi un taux de découverte spontanée extraordinairement bas. Lorsqu’il est présenté à froid à des étudiants universitaires ne possédant pas de formation médicale spécialisée, le problème du rayonnement ne suscite la formulation autonome du principe de convergence que chez une infime minorité de sujets, généralement inférieure à 10 %. Cette résistance exceptionnelle à la résolution faisait de l’énigme de Duncker le réactif idéal pour tester si la mise à disposition préalable d’une analogie métaphorique pouvait servir de déclencheur cognitif et faire voler en éclats cette inertie représentationnelle.

3. Le protocole expérimental princeps de Gick et Holyoak (1980)

3.1 L’histoire de la forteresse militaire comme analogie source

Pour mettre à l’épreuve l’efficacité du transfert analogique, Gick et Holyoak ont élaboré un matériel narratif spécifique conçu pour servir d’analogie source idéale : l’histoire du général et de la forteresse militaire. Ce récit raconte la situation d’un petit pays gouverné par un tyran impitoyable, retranché dans une formidable forteresse située au centre géographique du royaume. Un général rebelle a juré de prendre cette forteresse d’assaut pour libérer le peuple. Le général sait qu’une attaque menée par l’ensemble de son armée coalisée suffirait sans difficulté à submerger la forteresse en un point unique et à remporter la victoire finale.

Néanmoins, le tyran a minutieusement miné l’ensemble des routes rayonnant depuis la forteresse vers les frontières du royaume. Ces mines sont calibrées avec une précision diabolique : elles sont conçues pour laisser passer sans danger de petits contingents de voyageurs ou d’hommes armés isolés, mais explosent instantanément si un corps de troupe massif s’y engage, anéantissant l’armée et ravageant les villages alentour. Une attaque frontale concentrée par une seule route s’avère donc totalement impossible, tout comme une attaque menée par une force minuscule s’avérerait suicidaire et militairement stérile face aux remparts de la forteresse.

L’ingéniosité du général réside dans la conception d’un plan tactique brillant : il scinde son armée massive en une multitude de petits régiments de taille modeste. Il positionne chacun de ces groupes distincts au point de départ d’une route différente menant à la forteresse. Puis, à un signal convenu, chaque contingent avance simultanément le long de sa propre voie d’accès. Grâce à leur légèreté, aucun groupe ne déclenche les mines disposées sur son passage. Tous les contingents convergent exactement au même instant sous les murailles de la forteresse, reconstituant instantanément la force militaire massive nécessaire pour faire capituler la garnison ennemie.

L’isomorphisme structurel entre cette parabole militaire et l’énigme médicale de Karl Duncker est délibérément absolu, comme l’illustre la stricte symétrie de leurs correspondances logiques :

• Le but à atteindre : détruire la tumeur maligne correspond à conquérir la forteresse ennemie.
• La force centrale requise : une dose massive de radiation concentrée équivaut à une armée massive réunie.
• La contrainte de destruction collatérale : la destruction fatale des tissus sains par un faisceau unique correspond à l’explosion destructrice des mines par une troupe massive.
• La solution par décomposition : l’usage de faisceaux multiples de faible intensité correspond au découpage de l’armée en petits contingents d’attaque.
• L’opération spatio-temporelle : la convergence simultanée des rayons à travers des trajectoires saines différentes correspond à la convergence simultanée des troupes sur des routes déminées.

3.2 Constitution des groupes expérimentaux et variables indépendantes

Le plan expérimental déployé par Gick et Holyoak en 1980 reposait sur une comparaison inter-sujets rigoureuse, articulée autour de la manipulation délibérée du contexte d’activation de la mémoire. Pour neutraliser les variables parasites liées à la familiarité ou aux capacités cognitives générales des participants, des cohortes homogènes d’étudiants de premier cycle universitaire furent constituées et assignées aléatoirement à différentes conditions de laboratoire. La question centrale était de déterminer si la possession préalable de la structure analogique en mémoire suffisait à déclencher son utilisation spontanée face à une énigme homologue.

Le dispositif expérimental s’articulait principalement autour de trois conditions contrastées :

• La condition de contrôle (ligne de base) : Les sujets de ce groupe étaient confrontés directement au problème du rayonnement de Duncker sans aucune lecture préalable. Leur performance mesurait le taux naturel de génération spontanée de la solution de convergence dans la population étudiée, indépendamment de toute stimulation externe.
• La condition analogie sans indice (transfert spontané) : Les participants commençaient la session expérimentale par une tâche prétendument indépendante d’analyse de compréhension de texte. Ils lisaient attentivement l’histoire du général et de la forteresse, puis devaient en rédiger un résumé écrit pour garantir l’encodage mnésique du récit. Immédiatement après cette tâche de lecture, et sans aucune transition explicite, l’expérimentateur leur présentait le problème médical du rayonnement comme une nouvelle tâche de réflexion, sans faire la moindre allusion au récit militaire lu quelques minutes plus tôt.
• La condition analogie avec indice (transfert guidé) : Les sujets de ce groupe suivaient exactement le même parcours d’encodage narratif que le groupe précédent. Toutefois, au moment où ils se trouvaient confrontés à l’énigme de la tumeur, l’expérimentateur ajoutait une consigne verbale explicite (le célèbre hint) : il leur suggérait formellement que l’histoire qu’ils venaient de lire précédemment pouvait renfermer un principe utile pour résoudre ce problème médical spécifique.

3.3 Procédure rigoureuse de recueil et d’analyse des solutions

Afin de capturer la dynamique exacte de la pensée des participants et de ne laisser aucune place à l’interprétation subjective, Gick et Holyoak ont mis en place un protocole de recueil de données standardisé particulièrement strict. Les participants disposaient d’un temps limité (généralement fixé à une dizaine de minutes) pour consigner par écrit l’ensemble de leurs hypothèses de résolution sur des livrets prévus à cet effet. Il leur était expressément demandé d’accompagner leurs explications textuelles de schémas ou de dessins explicatifs illustrant le mécanisme physique d’action proposé.

Pour qu’une réponse soit catégorisée comme valide au titre de la solution de convergence, elle devait impérativement satisfaire deux critères conjonctifs non négociables. Premièrement, le participant devait spécifier explicitement l’utilisation de faisceaux multiples de radiation émis depuis des angles ou des positions géographiques distinctes. Deuxièmement, il devait stipuler expressément que l’intensité individuelle de chacun de ces faisceaux était maintenue à un niveau suffisamment faible pour épargner la viabilité des tissus sains environnants, la dose létale n’étant atteinte que par accumulation physique au point focal de croisement au sein de la tumeur.

Pour prémunir l’étude contre tout biais de confirmation de la part des expérimentateurs, l’évaluation des protocoles écrits et graphiques a été réalisée selon une méthodologie en double aveugle. Deux juges indépendants, ignorant totalement la condition expérimentale (contrôle, sans indice ou avec indice) dont provenaient les copies analysées, notaient la présence ou l’absence de la solution par convergence selon une grille critériée préétablie. Le coefficient d’accord inter-juges a dépassé 95 % dans l’ensemble des séries expérimentales, les rares cas de divergence résiduels étant tranchés par un troisième expert indépendant. Cette rigueur méthodologique conférait aux résultats obtenus une robustesse empirique incontestable.

4. Résultats empiriques fondamentaux de l’étude de 1980

4.1 Taux de résolution spontanée de base (Groupe témoin)

Les résultats enregistrés au sein du groupe de contrôle ont constitué la première pierre angulaire de l’édifice expérimental de 1980. Confrontés à l’énoncé brut du problème du rayonnement sans aucune intervention extérieure préalable, les participants ont manifesté une incapacité quasi générale à imaginer le principe de convergence. Le taux de succès autonome enregistré par Gick et Holyoak s’est établi à environ 8 à 10 % selon les cohortes testées. Cette mesure empirique venait corroborer avec une éclatante précision les observations historiques formulées par Karl Duncker plus de trois décennies auparavant.

L’analyse des productions erronées fournies par ces sujets témoins est particulièrement révélatrice des verrous cognitifs à l’œuvre. L’immense majorité des propositions oscillait entre des spéculations technologiques impossibles (inventer des matières protectrices transparentes pour blindé les organes sains), des variations scalaires infructueuses (appliquer un rayon surpuissant pendant une fraction infinitésimale de microseconde) ou des renoncements caractérisés. Les sujets demeuraient désespérément prisonniers du postulat selon lequel l’énergie devait être délivrée par un canal spatial unique.

Cette standardisation méticuleuse de la ligne de base était méthodologiquement essentielle. Elle offrait un point d’ancrage quantitatif indiscutable : si moins d’un individu sur dix était capable d’inventer la solution de convergence de manière endogène, toute augmentation significative observée dans les groupes exposés à l’histoire de la forteresse ne pouvait être attribuée au hasard ou à la simple variabilité d’échantillonnage, mais bien à l’effet propre de la structure narrative fournie.

4.2 L’énigme du transfert spontané sans consigne explicite

C’est au niveau de la condition « analogie sans indice » que l’expérience de Gick et Holyoak a produit son résultat le plus retentissant et le plus contre-intuitif pour la communauté des sciences cognitives de l’époque. En toute logique naïve, si l’on postule qu’un individu raisonne de manière rationnelle et économique, le fait d’avoir analysé et mémorisé, seulement quelques minutes auparavant, un scénario narratif dont la structure logique est rigoureusement identique à l’énigme présente devrait suffire à provoquer une réutilisation immédiate de la solution. Or, les données quantitatives ont brutalement infirmé cet optimisme théorique.

Dans cette condition de transfert spontané, le taux de résolution par convergence n’a atteint qu’un timide score d’environ 30 % (selon les expériences rapportées dans l’article de 1980, les pourcentages oscillaient précisément entre 20 et 35 %). Si l’on soustrait les 10 % de taux de base imputables à l’invention autonome, cela signifie que seulement 20 % environ des participants ont réussi à tirer parti spontanément de l’histoire du général de leur propre chef. Près de 70 % des individus ont échoué lamentablement face au problème médical, tout en possédant parfaitement dans leur mémoire de travail ou leur mémoire à long terme récente le modèle exact de sa résolution.

Ce résultat a mis en lumière de manière éclatante l’échec fréquent de l’accès autonome à une connaissance pourtant dûment stockée. Il a porté un coup fatal à l’hypothèse simpliste selon laquelle la mémoire sémantique opérerait par activation automatique et systématique des structures logiques partagées. Les participants sortaient de la session expérimentale en admettant qu’ils se souvenaient parfaitement de l’histoire militaire, mais avouaient n’avoir jamais songé un seul instant à la mobiliser pour traiter un cas d’oncologie médicale. L’apparente hétérogénéité des deux univers de discours agissait comme une barrière étanche entravant le dialogue entre les représentations mentales.

4.3 L’impact spectaculaire de l’indice métacognitif (Hint)

Le troisième temps fort de l’expérience réside dans le basculement spectaculaire de performance provoqué par l’adjonction d’une intervention verbale minime. Lorsque l’expérimentateur formulait aux participants du troisième groupe la simple consigne : « Peut-être pourriez-vous utiliser l’histoire que vous avez lue tout à l’heure pour vous aider à résoudre ce problème », le comportement des sujets se métamorphosait instantanément. Le taux de résolution bondissait alors pour atteindre entre 75 et 90 % de réussite selon les sous-groupes expérimentaux.

Cet écart massif entre le groupe sans indice (30 %) et le groupe avec indice (80 %) constitue l’une des démonstrations les plus élégantes et les plus célèbres de l’histoire de la psychologie cognitive. Il prouvait de manière irréfutable que la difficulté fondamentale rencontrée par l’esprit humain dans le transfert analogique inter-domaines ne réside aucunement dans la phase d’application (l’adaptation géométrique et logique du principe de convergence au corps humain), mais réside quasi intégralement dans la phase de récupération (l’accès mnésique initial permettant de convoquer le souvenir pertinent au moment opportun).

Sur le plan conceptuel, Gick et Holyoak formalisaient ainsi la dissociation fonctionnelle majeure, théorisée initialement par Endel Tulving dans le domaine de la mémoire épisodique, entre disponibilité (availability) et accessibilité (accessibility). L’histoire du général était parfaitement disponible dans l’infrastructure mémorielle des participants du groupe sans indice ; pourtant, elle demeurait inaccessible face aux indices contextuels trompeurs véhiculés par le problème médical. Dès lors qu’un pont métacognitif explicite forçait l’attention à revisiter cette trace mnésique disponible, la résolution s’opérait avec une aisance déconcertante.

5. Décomposition des phases cognitives du transfert analogique

5.1 La construction de la représentation mentale des problèmes

Pour comprendre les raisons de l’échec de la récupération spontanée, il convient de décomposer minutieusement l’architecture séquentielle du raisonnement analogique, telle que Gick et Holyoak l’ont schématisée. La toute première étape réside dans la formation d’une représentation mentale interne de la situation cible. Lorsqu’un individu lit l’énoncé du problème du rayonnement, son système cognitif ne capture pas une abstraction mathématique pure : il construit un « modèle de situation » textuel fondé sur les informations linguistiques immédiates, mobilisant des concepts tels que rayons X, tissu biologique, estomac, cellules néoplasiques et destruction physique.

Ce travail d’encodage s’opère préférentiellement sous la forme de réseaux propositionnels articulant des entités et des prédicats. Malheureusement, l’encodage spontané d’un sujet novice a tendance à surpondérer les caractéristiques sémantiques littérales et concrètes au détriment de l’armature relationnelle sous-jacente. L’individu code la situation comme « un problème de radiothérapie médicale sur un organe digestif », plutôt que comme « un problème de concentration d’une force globale destructrice à travers une périphérie sensible via des canaux multiples ».

Cette sensibilité extrême de l’encodage initial aux formulations lexicales et aux attributs sensoriels crée ce que l’on appelle un biais de spécificité contextuelle. Tant que la représentation mentale de la cible reste saturée par les détails biologiques du domaine oncologique, le système cognitif n’émet aucun signal d’interrogation sémantique compatible avec les représentations issues du domaine de l’art militaire ou de l’assaut tactique, rendant le calcul de résonance mnésique pratiquement nul.

5.2 L’accès et la récupération de la source en mémoire à long terme

La deuxième étape, talon d’Achille incontesté du transfert analogique, est l’accès en mémoire à long terme (retrieval). La mémoire humaine n’est pas un registre informatique linéaire consultable par balayage exhaustif : elle fonctionne sur un principe associatif d’activation propagée régie par des « indices de récupération » (retrieval cues). Pour qu’une trace stockée en mémoire à long terme (le récit de la forteresse) soit réactivée et ramenée dans le focus de la mémoire de travail, il est nécessaire que les indices activés par la cible partagent un certain degré de chevauchement avec les descripteurs sous lesquels la source a été initialement cataloguée.

Or, entre l’univers sémantique de la forteresse médiévale (soldats, remparts, tyran, mines antipersonnel) et celui du traitement hospitalier (médecin, rayons, tumeur, chair vivante), le chevauchement sémantique littéral est pour ainsi dire inexistant. Les descripteurs de surface divergent point par point. En l’absence d’indice métacognitif externe imposé par l’expérimentateur, la sonde de récupération envoyée par le système cognitif interroge la mémoire à l’aide de concepts médicaux, activant d’autres souvenirs liés à la médecine, aux maladies ou à la chirurgie, mais laissant dans l’ombre la plus totale les épisodes militaires stockés au préalable.

L’émergence spontanée du souvenir pertinent exige donc que le sujet ait encodé la source, ou encode la cible, à un niveau d’abstraction relationnelle suffisant pour que les deux situations puissent se faire écho par le biais d’un descripteur structurel commun (par exemple : « surmonter un obstacle central par forces réparties »). Tant que cet encodage relationnel abstrait n’est pas atteint, l’interférence des domaines sémantiques distincts condamne la phase de recherche indicée à l’infructuosité la plus complète.

5.3 L’alignement structurel (Mapping) et l’adaptation de la solution

Une fois la barrière de la récupération franchie — que ce soit par une étincelle spontanée rare ou par l’entremise d’un indice guidé —, le processus cognitif s’engage dans sa troisième phase cruciale : la mise en correspondance structurelle (le mapping) et l’inférence analogique. Cette phase exige d’aligner point par point les composants homologues des deux domaines d’après la stricte identité de leurs fonctions relationnelles, en faisant fi de leurs dissemblances matérielles.

L’esprit humain doit établir un dictionnaire d’équivalences univoques :

[Général]            <--- aligné sur --->  [Médecin]
[Armée massive]      <--- alignée sur -->  [Faisceau de haute intensité]
[Petits contingents] <--- alignés sur -->  [Faisceaux de faible intensité]
[Forteresse centrale]<--- alignée sur -->  [Tumeur gastrique]
[Mines sensibles]    <--- alignées sur -->  [Tissus sains fragiles]
[Routes divergentes] <--- alignées sur -->  [Trajectoires spatiales multiples]

Cette étape d’alignement est immédiatement suivie d’une phase de transfert de propositions inférentielles : la règle d’action qui a permis la réussite dans la source (« scinder la force, la propager le long de multiples voies sécurisées et la faire converger au centre ») est projetée dans le modèle mental de la cible. Cette projection ne s’effectue pas sous une forme brute : elle subit une adaptation pragmatique impérative dictée par les contraintes matérielles propres au corps humain. Le résolveur ne peut pas envoyer des régiments de soldats dans le ventre du patient ; il doit réinstancier l’action sous la forme concrète d’une pluralité de générateurs de radiations disposés en cercle ou d’une source mobile opérant selon un arc de cercle autour du corps du patient.

6. L’approfondissement de 1983 : Schématisation et abstraction relationnelle

6.1 Le protocole à sources multiples de Gick et Holyoak (1983)

Face à la résistance tenace du transfert spontané observée en 1980, Mary Gick et Keith Holyoak ont cherché à comprendre comment le système cognitif humain pouvait s’émanciper de sa dépendance aux indices externes. Dans une série remarquable d’expériences publiées en 1983 sous le titre Schema Induction and Analogical Transfer, les auteurs ont formulé une hypothèse d’une importance théorique majeure : si un individu n’est confronté qu’à une unique histoire source, la règle structurelle abstraite demeure intrinsèquement soudée aux particularités narratives concrètes du récit (les soldats, la forteresse), ce qui empêche sa décontextualisation spontanée. En revanche, si on lui présente deux récits sources superficiellement dissemblables mais partageant la même structure de convergence, le sujet sera contraint d’en extraire le dénominateur logique commun.

Pour matérialiser ce protocole à sources multiples, Gick et Holyoak ont conçu une seconde histoire analogue : « L’histoire de la réserve de pétrole en flammes » (ou dans certaines variantes, celle du chef de village luttant contre un incendie dévastateur). Dans ce nouveau récit, un vaste dépôt de carburant s’enflamme accidentellement. Le chef des pompiers dispose d’une quantité totale d’eau suffisante pour éteindre le brasier, mais le seul tuyau capable de déverser ce débit massif est impraticable en raison de la configuration du terrain. S’il tente d’utiliser une seule lance d’arrosage ordinaire, le mince filet d’eau s’évapore instantanément au contact de la chaleur sans étouffer les flammes. Le chef décide donc d’acheminer plusieurs petites lances alimentées par des conduites réparties tout autour du réservoir, et ordonne de projeter simultanément leurs jets d’eau convergents vers le cœur du sinistre, étouffant le feu avec succès.

Le protocole expérimental de 1983 soumettait les participants à des combinaisons variées : certains ne lisaient qu’un seul récit (la forteresse), tandis que d’autres lisaient consécutivement les deux récits (la forteresse et l’incendie). De plus, au sein du groupe exposé aux deux sources, les chercheurs manipulaient le type de traitement cognitif exigé : certains devaient simplement lire et résumer séparément chaque texte, tandis qu’un groupe spécifique recevait pour consigne formelle de comparer activement les deux histoires et de décrire par écrit les similarités structurelles sous-jacentes qui unissaient leurs dénouements respectifs.

6.2 L’induction de schéma : du spécifique à l’abstrait

Les résultats de cette étude de 1983 ont constitué une percée décisive. Lorsqu’un sujet est invité à comparer deux situations sources distinctes, son appareil cognitif est contraint d’abandonner les particularités de surface propres à chaque univers sémantique. L’eau des pompiers et les fantassins du général ne partagent aucune caractéristique physique ; en revanche, ils jouent le même rôle d’agents destructeurs ou modificateurs divisés. La forteresse et le dépôt pétrolier n’ont rien de commun, si ce n’est leur fonction de cible centrale hautement résistante.

Cette mise en tension conceptuelle provoque ce que Gick et Holyoak ont théorisé sous le nom d’induction de schéma analogique (analogical schema induction). Un schéma est une représentation mentale abstraite d’ordre supérieur, dénuée de tout ancrage contextuel contingent, qui formalise une classe de situations sous la forme de composantes canoniques : un but, une ressource initiale, une contrainte rédhibitoire interdisant l’usage direct de cette ressource, un principe d’action intermédiaire (division et répartition), et une résolution finale par convergence simultanée. Ce schéma de convergence s’érige dès lors en un opérateur cognitif autonome et flottant, indépendant des domaines militaires ou hydrauliques dont il est extrait.

L’effet sur le transfert spontané sans indice fut spectaculaire : les participants ayant réussi à induire et verbaliser un schéma relationnel clair à partir de la comparaison de deux sources affichaient un taux de résolution spontanée face au problème de la tumeur atteignant près de 55 à 60 %, sans aucun indice de la part de l’expérimentateur. Cette performance doublait littéralement le taux de transfert spontané observé en présence d’une source unique (environ 30 %), démontrant ainsi avec une élégance empirique éclatante que la généralisation par contraste de cas multiples constitue le tremplin royal pour l’abstraction et le transfert autonome de connaissances complexes.

6.3 L’impact des représentations graphiques et des résumés verbaux

Dans le même article de 1983, Gick et Holyoak ont poussé plus loin leurs investigations en s’interrogeant sur la nature des formats de représentation susceptibles d’accélérer cette induction de schéma. Connaissant l’adage populaire selon lequel « un schéma vaut mille mots », ils ont testé l’adjonction d’aides visuelles sous la forme de diagrammes abstraits. Ces illustrations géométriques représentaient de manière épurée une cible circulaire centrale entourée de multiples flèches convergentes pointant vers elle depuis la périphérie.

Contre toute attente, les résultats ont révélé un paradoxe cognitif fascinant : la présentation passive du diagramme géométrique fléché, lorsqu’elle était fournie seule ou accompagnée d’une simple histoire source, n’augmentait pratiquement pas le taux de transfert spontané. Les sujets regardaient le diagramme comme un simple dessin technique géométrique sans percevoir immédiatement sa portée conceptuelle pour l’énigme biologique. Ce résultat surprenant a mis en lumière que la similarité graphique abstraite demeure opaque pour un système cognitif tant qu’elle n’est pas secondée par une interprétation sémantique active.

En revanche, lorsque le support graphique était articulé de manière explicite avec un résumé verbal conceptuel décrivant le principe de décomposition et de concentration d’une force, la synergie cognitive devenait d’une efficacité redoutable. Le diagramme cessait alors d’être perçu comme une configuration spatiale muette pour devenir l’ancrage visuel spatialisé du schéma de convergence verbalisé. Cette découverte empirique a jeté les bases des futures théories sur le double codage et l’intégration multimodale dans les architectures pédagogiques et les sciences de l’apprentissage.

7. Similarité de surface versus similarité structurelle : La divergence fondamentale

7.1 Caractéristiques de surface et pièges de la mémoire

L’un des enseignements épistémologiques les plus durables issus des travaux de Gick et Holyoak concerne la divergence fonctionnelle entre ce que la psychologie cognitive appelle les « caractéristiques de surface » (surface features) et la « similarité structurelle » (structural similarity). Les traits de surface se rapportent à l’ensemble des attributs d’apparence, des descripteurs lexicaux, des objets concrets et des éléments sensoriels qui caractérisent le décor d’une situation. Dans l’histoire de la forteresse, les attributs de surface englobent les uniformes des soldats, les baïonnettes, le général à cheval, les remparts de pierre et les pièges explosifs. Dans le problème du rayonnement, ils correspondent aux machines de radiologie, au médecin en blouse blanche, aux cellules cancéreuses et à la paroi stomacale.

Le drame de la mémoire humaine réside dans le fait que son architecture associative primitive s’est historiquement construite pour privilégier l’indexation par les attributs de surface. Dans notre environnement écologique quotidien, deux objets qui partagent des apparences similaires partagent presque toujours des propriétés fonctionnelles similaires : une pomme rouge ressemble à une pomme verte et se consomme de la même façon. Par conséquent, la recherche indicée en mémoire privilégie automatiquement la similarité superficielle comme heuristique de pertinence la plus rapide et la moins coûteuse en ressources métaboliques.

Face à une tâche intellectuelle complexe, cette tendance naturelle se transforme en un piège cognitif redoutable. Elle génère deux types d’erreurs récurrentes :

• Le faux négatif analogique : l’esprit ignore et rejette un précédent pertinent (comme l’histoire militaire) parce que son déguisement de surface ne présente aucune résonance avec le contexte médical cible.
• Le faux positif analogique (ou analogie trompeuse) : l’esprit convoque à tort un souvenir simplement parce qu’il partage des mots ou des objets identiques (par exemple, un souvenir d’opération chirurgicale du foie), alors même que sa dynamique causale sous-jacente est totalement orthogonale et inapte à résoudre l’énigme présente.

7.2 Relations causales et prédicats d’ordre supérieur

À l’opposé des attributs superficiels se déploie la similarité structurelle, laquelle se définit exclusivement par des réseaux de prédicats relationnels et, plus fondamentalement encore, par des « prédicats d’ordre supérieur » (higher-order predicates). En logique propositionnelle et en sémantique cognitive, un prédicat de premier ordre lie directement des entités physiques entre elles (par exemple : DÉTRUIRE(Faisceau, Tumeur) ou ASSAILLIR(Soldats, Forteresse)). En revanche, un prédicat d’ordre supérieur relie des relations entre elles, instanciant des nexus de causalité, de conditionnalité, de téléologie ou de proportion mathématique.

Considérons l’armature relationnelle abstraite du problème du rayonnement formulée en termes de prédicats d’ordre supérieur :

CAUSE[ 
    CONDI-DÉPASSEMENT(Intensité-Faisceau, Seuil-Critique), 
    NÉCROSE(Tissus-Traversés) 
]

CAUSE[ 
    CONVERGENCE-SIMULTANÉE(Multiples-Faisceaux-Faibles, Cible-Centrale), 
    ACCUMULATION-LÉTALE(Cible-Centrale) 
    ET 
    PRÉSERVATION(Tissus-Périphériques) 
]

Ce formalisme abstrait démontre avec éclat que la viabilité logique de la solution par convergence est rigoureusement indépendante de la nature substantielle des entités engagées. Que l’on substitue à Faisceaux des Régiments de cavalerie, des Jets de liquide extincteur ou des Flux d'investissements financiers coordonnés, l’architecture du système causale d’ordre supérieur demeure rigoureusement invariante.

C’est précisément cette capacité à manipuler et comparer des prédicats relationnels d’ordre supérieur qui marque le seuil de compétence entre le novice et l’expert. Tandis que le novice demeure englué dans l’écume des détails sensoriels de premier ordre, l’expert navigue au sein des interdépendances causales profondes. Dès lors, le transfert analogique lointain représente l’acte suprême par lequel un sujet parvient à dénuder une situation de son enveloppe de surface pour faire apparaître, dans sa pureté relationnelle, le graphe logique de ses contraintes.

7.3 La théorie de l’alignement de Dedre Gentner en dialogue avec Gick et Holyoak

Les conclusions expérimentales de Gick et Holyoak ont trouvé un écho théorique majeur dans les travaux contemporains de Dedre Gentner, qui a formalisé en 1983 sa monumentale théorie de l’alignement de structure (Structure-Mapping Theory). Gentner a mathématisé et systématisé ce que le protocole de Gick et Holyoak mesurait empiriquement en laboratoire. Selon sa théorie, l’esprit opère une projection analogique en alignant deux structures de connaissances selon des contraintes syntaxiques d’une rigueur absolue : l’alignement doit être biunivoque (chaque élément de la source ne peut être associé qu’à un seul élément de la cible) et doit respecter la connectivité parallèle (si un prédicat de source est mis en correspondance avec un prédicat de cible, leurs arguments respectifs doivent nécessairement être mis en correspondance).

Au sommet de l’édifice théorique de Gentner trône le principe de systématicité (systematicity principle). Ce principe stipule que le système cognitif humain ne projette pas des prédicats relationnels isolés au hasard : il accorde une préférence sélective massive aux systèmes de relations interconnectés par des prédicats de niveau supérieur (tels que la causalité ou l’implication logique). Une analogie est jugée profonde, robuste et féconde dès lors qu’elle préserve un vaste réseau structuré de relations d’ordre supérieur, même si elle impose d’abandonner l’intégralité des traits d’apparence.

Le dialogue entre les deux programmes de recherche a été extraordinairement synergique. Tandis que Gick et Holyoak fournissaient la preuve expérimentale décisive des ratés de la mémoire humaine lors de la phase d’accès spontané et démontraient le rôle clé de la schématisation inductive, Gentner et son équipe élaboraient l’algorithme computationnel (le Structure-Mapping Engine ou SME) capable de simuler point par point les étapes formelles de l’alignement structurel. Ensemble, ils ont imposé dans les sciences cognitives modernes l’idée que le raisonnement analogique constitue un calcul syntaxique profond sur des graphes relationnels, et non une estimation probabiliste basée sur la co-occurrence lexicale.

8. Modélisation cognitive et architectures computationnelles dérivées

8.1 Le modèle ACME (Analogical Constraint Mapping Engine)

Désireux de traduire leurs découvertes empiriques en un modèle informatique testable et biologiquement plausible, Keith Holyoak s’est associé au philosophe des sciences et informaticien Paul Thagard pour développer au tournant des années 1990 l’architecture computationnelle ACME (Analogical Constraint Mapping Engine). Ce modèle novateur tournait le dos aux architectures d’intelligence artificielle symboliques rigides pour embrasser le paradigme du connexionnisme localiste et de la satisfaction de contraintes concurrentielles.

Dans ACME, le processus d’alignement analogique entre deux représentations propositionnelles (telles que le scénario de la forteresse et celui de la tumeur) est modélisé sous la forme d’un réseau neuronal où chaque nœud représente une hypothèse d’appariement local entre deux éléments (par exemple : le nœud [Général = Médecin], le nœud [Forteresse = Tumeur] ou le nœud erroné [Général = Tumeur]). Les nœuds s’influencent mutuellement par le biais de connexions synaptiques excitatrices ou inhibitrices, déterminées par trois grandes familles de contraintes fondamentales :

1. La contrainte structurelle : Le réseau applique de fortes inhibitions mutuelles entre hypothèses concurrentes pour forcer l’isomorphisme biunivoque (un élément source ne peut être apparié qu’à un seul élément cible) et active des connexions excitatrices pour préserver la cohérence des arguments liés à des prédicats homologues.
2. La contrainte sémantique : Des poids synaptiques initiaux positifs sont alloués aux hypothèses d’appariement reliant des concepts sémantiquement similaires au sein d’une ontologie hiérarchique préexistante.
3. La contrainte pragmatique : Le système injecte une énergie d’activation préférentielle vers les éléments identifiés comme cruciaux pour atteindre le but fixé (par exemple, le fait de « neutraliser la menace centrale »), garantissant que l’analogie réponde aux impératifs téléologiques du sujet.

La résolution de l’alignement s’effectue par relaxation connexionniste : l’activation se propage de proche en proche à travers le réseau jusqu’à ce que le système stabilise son état d’énergie minimale (un attracteur). Les simulations computationnelles menées avec ACME sur le problème du rayonnement ont reproduit fidèlement les comportements observés chez les participants humains : le modèle parvient à découvrir l’alignement structurel optimal de convergence tout en neutralisant avec élégance les distracteurs sémantiques superficiels.

8.2 Le modèle ARCS (Analog Retrieval by Constraint Satisfaction)

Bien qu’ACME ait magistralement résolu l’énigme computationnelle de l’alignement et de l’adaptation, il présupposait que les représentations de la forteresse et de la tumeur étaient déjà co-présentes dans l’espace de calcul. Il laissait donc intact le problème épineux de la récupération initiale en mémoire à long terme : comment dénicher la source appropriée au sein d’une base de données mémorielle comptant des dizaines de milliers de souvenirs concurrents ? C’est pour combler ce vide que Paul Thagard, Keith Holyoak et leurs collègues ont conçu le modèle jumeau ARCS (Analog Retrieval by Constraint Satisfaction).

ARCS formalise l’accès mnésique comme un réseau de satisfaction de contraintes où une sonde de recherche, forgée à partir de la représentation de la cible (le problème médical), interroge l’ensemble d’une mémoire sémantique structurée. La compétition algorithmique fait intervenir les mêmes contraintes que dans ACME, mais avec une pondération structurelle inversée. Au sein d’ARCS, la contrainte de similarité sémantique superficielle pèse d’un poids disproportionné par rapport à la cohérence structurelle profonde.

Cette asymétrie computationnelle n’était pas un défaut de programmation : elle a été délibérément calibrée pour refléter les limitations réelles de la cognition humaine documentées par Gick et Holyoak en 1980. En raison du coût computationnel faramineux que représenterait le calcul systématique d’isomorphismes structurels complexes sur l’ensemble des traces stockées dans le cerveau, l’algorithme ARCS utilise la similarité de surface comme un filtre de pré-sélection grossier et économe. Par conséquent, lorsque la sonde médicale interroge la base, les souvenirs dotés d’indices sémantiques oncologiques ou hospitaliers s’activent massivement, tandis que l’histoire de la forteresse reçoit un score d’activation insuffisant pour franchir le seuil d’émergence en mémoire de travail. Le modèle ARCS a ainsi offert la première explication algorithmique rigoureuse de la raison pour laquelle les humains échouent si fréquemment à mobiliser des analogies lointaines en l’absence de balises métacognitives.

8.3 Réseaux neuronaux et théories du contrôle exécutif

Au-delà des modèles connexionnistes localistes, les découvertes de Gick et Holyoak ont nourri la neuropsychologie moderne du contrôle exécutif et de l’intégration relationnelle. Des modélisations computationnelles plus récentes, telles que l’architecture LISA (Learning and Inference with Schemas and Analogies) développée par John Hummel et Keith Holyoak, ont cherché à capturer la manière dont les neurones corticaux biologiques représentent la structure relationnelle par le biais de synchronies d’oscillations temporelles de populations neuronales.

Ces avancées ont permis d’identifier le rôle névralgique de la mémoire de travail et des fonctions exécutives hébergées par le cortex préfrontal. Pour accomplir un transfert analogique, le cerveau doit maintenir simultanément deux structures conceptuelles distinctes dans un espace de travail actif hautement vulnérable à la saturation, tout en déployant un contrôle attentionnel intense pour inhiber les interférences générées par les distracteurs de surface.

Les théories contemporaines du contrôle exécutif postulent ainsi que la réussite au paradigme de Duncker-Gick-Holyoak constitue l’un des biomarqueurs les plus purs de la puissance de l’inhibition préfrontale et de la flexibilité cognitive. Le transfert spontané exige que le sujet inhibe activement la représentation lexicale littérale du « cancer » et de l’« armée » pour libérer la bande passante exécutive nécessaire à la manipulation des prédicats relationnels purs. Lorsque ces mécanismes d’inhibition sont affaiblis (par une surcharge cognitive, par le stress ou par des lésions neurologiques), le sujet régresse inévitablement vers un traitement superficiel dicté par la simple résonance lexicale immédiate.

9. Facteurs modérateurs et verrous cognitifs du transfert analogique

9.1 La charge cognitive et les limites de la mémoire de travail

La mobilisation réussie d’une analogie inter-domaines constitue l’une des activités les plus énergivores et les plus exigeantes en ressources attentionnelles de l’appareil psychique humain. Dans le cadre de la théorie de la charge cognitive formulée par John Sweller, la résolution du problème du rayonnement par le truchement de l’analogie de la forteresse impose une charge cognitive intrinsèque et extrinsèque colossale à la mémoire de travail. L’espace de travail conscient, structurellement limité à quelques fragments d’informations actives (le fameux empan mnésique), doit opérer un jonglage mental perpétuel.

Le sujet doit en effet maintenir simultanément en mémoire :

• Les contraintes biophysiques et anatomiques de la cible médicale (inviolabilité des parois stomacales, intensité seuil).
• Le scénario complet de l’histoire source extrait de la mémoire à long terme (les contingents dispersés sur les multiples routes minées).
• La grille de correspondances biunivoques en cours de construction (alignement soldats/faisceaux).
• Les opérateurs d’inférence servant à transposer la tactique en une procédure d’intervention radiologique réaliste.

Dès lors que la complexité textuelle de l’histoire source augmente ou que l’énoncé du problème cible se complique d’informations accessoires non pertinentes, la mémoire de travail atteint un seuil de saturation critique. Face à ce goulot d’étranglement attentionnel, le système cognitif se voit contraint d’abandonner l’analyse relationnelle d’ordre supérieur pour se replier sur des heuristiques locales simplificatrices, anéantissant ainsi toute opportunité de transfert analogique spontané. C’est la raison pour laquelle les protocoles d’apprentissage modernes privilégient un guidage procédural progressif (scaffolding), allégeant artificiellement la charge cognitive extrinsèque afin de préserver l’intégralité des ressources attentionnelles au profit de l’alignement structurel.

9.2 L’expertise du sujet et l’encodage catégoriel

Le statut d’expertise de l’individu au sein des domaines considérés constitue un puissant facteur modérateur de l’efficacité du transfert analogique. Dans une série de recherches mémorables menées au début des années 1980 sur la catégorisation de problèmes de physique, Michelene Chi, Paul Feltovich et Robert Glaser ont mis en évidence une différence structurelle radicale entre la psychologie cognitive du novice et celle de l’expert : confrontés à des problèmes textuels, les novices regroupent les énoncés en fonction de leurs attributs de surface évidents (problèmes mentionnant un plan incliné, problèmes décrivant une poulie), tandis que les experts les catégorisent spontanément en fonction des lois physiques fondamentales requises pour les résoudre (problèmes de conservation de l’énergie mécanique, problèmes d’application de la seconde loi de Newton).

Cette divergence fondamentale d’encodage éclaire sous un jour nouveau les variations de performance observées dans le paradigme de Gick et Holyoak. Un individu rompu au raisonnement abstrait, aux mathématiques ou aux sciences formelles possède déjà dans sa mémoire à long terme un riche répertoire de schémas génériques prédécoupés. Face au récit du général, cet expert n’encode pas une anecdote militaire sur des uniformes et des canons ; il encode instantanément une instance concrète du « principe d’optimisation d’un flux par réseau distribué face à une contrainte de seuil local ».

Pour un tel sujet, l’accès mnésique ne requiert aucun indice verbal externe lors de la confrontation au problème médical : la cible médicale déclenche immédiatement la résonance du schéma formel abstrait préexistant. L’expertise opère ainsi une véritable automatisation de la décontextualisation sémantique : elle affranchit l’esprit de l’emprise des traits de surface en dotant la mémoire de classificateurs relationnels d’une finesse et d’une universalité inaccessibles au sujet novice.

9.3 Le contexte environnemental et l’effet de compartimentation

Au-delà des contraintes intrinsèques au traitement cognitif, le contexte physique, psychosocial et environnemental au sein duquel s’effectue la tâche exerce une influence insidieuse mais déterminante sur le transfert analogique. De nombreuses variations expérimentales inspirées du protocole de Gick et Holyoak ont révélé que le simple fait de changer d’expérimentateur, de modifier la pièce d’expérimentation ou d’altérer la typographie et la mise en page des livrets d’évaluation entre la phase de lecture de l’histoire source et la phase de résolution de l’énigme cible suffisait à faire s’effondrer le taux de transfert spontané.

Ce phénomène découle de ce que la psychologie de l’apprentissage nomme la compartimentation cognitive (ou « dépendance au contexte »). L’être humain a une tendance naturelle et adaptative à organiser ses savoirs en « silos » étanches associés à des cadres sociaux et écologiques précis. Ce qui est appris dans le cours d’histoire appartient à l’univers d’attentes de l’histoire ; ce qui est résolu en sciences physiques appartient à un autre registre fermé. Le passage d’une discipline à une autre, ou d’une pièce à l’autre, agit comme un coupe-circuit contextuel : le sujet réinitialise son réseau d’activation attentionnel et occulte spontanément l’ensemble des représentations générées dans le cadre précédent.

Pour surmonter cette inertie de compartimentation et réussir le transfert inter-domaines, il apparaît indispensable d’entraîner délibérément les sujets au « désancrage contextuel ». Cela implique de soumettre les apprenants à des environnements d’apprentissage pluriels et variables, rompant la contingence spatio-temporelle entre l’encodage du modèle abstrait et sa restitution opérationnelle, condition indispensable pour que la structure relationnelle acquière le statut de principe universellement mobilisable.

10. Applications pédagogiques, cliniques et organisationnelles

10.1 L’enseignement des sciences et l’apprentissage par cas contrastés

L’héritage direct des travaux de 1983 sur l’induction de schéma s’incarne aujourd’hui avec force dans la pédagogie des sciences contemporaine, notamment à travers les travaux pionniers de Daniel Schwartz et de ses collègues sur l’apprentissage par cas contrastés (contrasting cases). Les méthodes d’enseignement traditionnelles se sont longtemps heurtées au caractère stérile de la transmission magistrale directe de lois abstraites : réciter aux élèves le théorème de la convergence ou la loi de gravitation universelle ne les rend que rarement capables de transférer ces concepts pour résoudre des énigmes du monde réel en situation d’autonomie.

L’application rigoureuse du protocole de Gick et Holyoak en classe de sciences impose une inversion méthodologique radicale : plutôt que d’asséner d’emblée la formule physique ou le principe biologique, l’enseignant confronte les élèves à deux ou trois situations concrètes superficiellement incompatibles mais structurellement isomorphes. Les élèves sont alors guidés par un questionnement socratique pour expliciter méticuleusement, par comparaison active, les points de divergence anecdotiques et les convergences relationnelles invariantes. C’est au terme de cet effort d’alignement comparatif que le schéma formel émerge de manière endogène dans l’esprit des élèves, s’ancrant de façon infiniment plus robuste dans leur mémoire sémantique.

Cette démarche préventive joue un rôle crucial pour neutraliser les « analogies boiteuses » (misleading analogies) qui pullulent dans les manuels scolaires. Trop souvent, l’assimilation du courant électrique au flux hydraulique d’un tuyau d’eau, ou du modèle atomique de Bohr au système planétaire, conduit les élèves à sur-projeter des attributs de surface erronés (croire que les électrons s’évaporent comme de l’eau, ou qu’ils subissent une attraction gravitationnelle de masse). L’explicitation systématique des tables de mise en correspondance structurelle à la manière de Gick et Holyoak permet de baliser formellement les limites syntaxiques de l’analogie, évitant ainsi les contresens épistémologiques majeurs.

10.2 La formation médicale et le raisonnement diagnostique

Le champ de l’enseignement médical et de la formation clinique supérieure a largement capitalisé sur les enseignements de l’expérience du problème de Duncker. Le quotidien d’un médecin urgentiste ou d’un interniste consiste précisément à identifier la véritable étiologie d’une pathologie derrière un tableau clinique bruité par une myriade de symptômes de surface idiosyncrasiques propres au patient. Les deux écueils cardinaux du diagnostic médical sont précisément ceux modélisés par Gick et Holyoak : le biais d’ancrage superficiel (attribuer le diagnostic à une maladie connue simplement parce qu’un symptôme voyant est partagé) et l’incapacité à récupérer un précédent diagnostique rare en raison d’un masquage sémantique.

De nos jours, les cursus universitaires médicaux intègrent massivement des méthodologies d’apprentissage par problèmes (APP) et des simulateurs virtuels de cas cliniques spécifiquement calibrés sur la logique des sources multiples de 1983. Les internes ne sont plus formés par mémorisation linéaire de nomenclatures nosologiques, mais par l’analyse comparative systématique de « paires cliniques minimales » : deux patients présentant des symptômes de surface presque identiques mais souffrant de pathologies sous-jacentes orthogonales, ou à l’inverse, deux patients présentant des manifestations cliniques radicalement dissemblables mais procédant d’un dysfonctionnement physiopathologique isomorphe.

Cette gymnastique d’alignement relationnel intensif entraîne le cerveau du futur clinicien à désactiver le réflexe de catégorisation immédiate sur des indices de surface au profit d’une cartographie des causalités systémiques. L’interne apprend à reconnaître la signature structurelle d’une défaillance organique d’un organe à un autre, forgeant ainsi une expertise diagnostique résiliente et hautement transférable face à des tableaux cliniques atypiques ou émergents.

10.3 Résolution de problèmes et innovation stratégique en entreprise

Au-delà de la salle de classe et de l’hôpital, la mécanique du transfert analogique s’est imposée comme le moteur par excellence des méthodes contemporaines d’innovation de rupture et de réinvention stratégique au sein des organisations. La grande majorité des blocages industriels ou commerciaux ne relèvent pas d’un déficit de matière grise ou de ressources financières, mais d’une fixation fonctionnelle collective : une industrie s’enferme dans des paradigmes historiques de production et s’avère incapable d’imaginer des solutions alternatives au sein de son propre écosystème.

C’est ici qu’interviennent les méthodologies structurées d’analogie croisée inter-industries (cross-industry innovation) et de biomimétisme, qui appliquent à la lettre le formalisme d’alignement de Gick et Holyoak. L’exemple historique du déploiement des stands de ravitaillement ultra-rapides de la Formule 1 transposés à l’optimisation des flux de réanimation et de transfert de patients au sein des services d’urgence pédiatrique britannique illustre magnifiquement cette démarche : la surface d’un circuit automobile et celle d’un bloc opératoire d’hôpital sont incomparables, mais l’architecture structurelle des contraintes (coordination temporelle millimétrée, exiguïté spatiale, multiplicité des rôles ultra-spécialisés sans communication vocale chaotique) est strictement isomorphe.

Les ateliers de design thinking et de reformulation stratégique (problem reframing) exploitent délibérément le modèle de convergence pour briser les goulets d’étranglement :

• Comment une entreprise de logistique peut-elle neutraliser un goulot de congestion urbaine en décomposant ses flux de livraison massifs en myriades de micro-vecteurs autonomes convergeant vers des casiers relais ?
• Comment une architecture informatique de cybersécurité peut-elle endiguer une attaque par déni de service distribué (DDoS) en inversant la logique de convergence pour fragmenter et neutraliser l’énergie de la menace ?

Dans tous ces cas de figure, l’analogie de la forteresse cesse d’être une simple fable expérimentale pour devenir la matrice logique universelle de l’allocation optimale des ressources décentralisées.

11. Critiques méthodologiques, réplications et prolongements contemporains

11.1 La question de la validité écologique des paradigmes textuels

Malgré l’immense retentissement des travaux de Gick et Holyoak, le protocole classique du problème du rayonnement n’a pas échappé à d’importantes critiques épistémologiques et méthodologiques au cours des décennies suivantes. La contestation la plus incisive est venue du psychologue canadien Kevin Dunbar à travers ce qu’il a conceptualisé sous la dénomination de paradoxe analogique (the analogical paradox). Dunbar a mis en lumière un contraste saisissant : alors que les protocoles de laboratoire révèlent invariablement une incapacité presque pathologique des sujets à mobiliser des analogies spontanées (avec des taux de transfert stagnant misérablement à 20-30 %), l’observation naturaliste du monde réel montre que les scientifiques, les hommes politiques et les ingénieurs utilisent spontanément des analogies complexes plusieurs fois par heure au cours de leurs réunions de travail.

Pour étayer sa thèse, Dunbar a mené des études ethnographiques et micro-génétiques immersives au sein de prestigieux laboratoires internationaux de génétique moléculaire, enregistrant in vivo l’intégralité des discussions lors de la découverte de mutations génétiques. Ses observations ont révélé que les chercheurs recourent constamment à des analogies structurelles profondes pour surmonter des impasses techniques, sans jamais avoir besoin qu’un tiers vienne leur souffler un quelconque indice d’utilisation. Dunbar en a déduit que le format textuel, statique, décontextualisé et arbitraire des énigmes de laboratoire comme celles de Gick et Holyoak créait un artéfact méthodologique, sous-estimant dramatiquement les véritables compétences analogiques spontanées de l’être humain lorsqu’il opère au sein d’un écosystème d’action écologique riche et familier.

D’autres chercheurs ont souligné que le format narratif écrit impose une modalité de traitement linguistique séquentielle et passive qui bride l’exploration sensorimotrice. Dans la vie réelle, la résolution de problèmes s’appuie sur la manipulation physique d’artefacts, sur le dessin spontané, sur le geste et sur l’interaction dialectique avec des pairs. La tâche de laboratoire de 1980, en réduisant l’interaction à la lecture silencieuse d’un livret papier chronométré en temps limité, mesurait peut-être moins la capacité analogique pure que l’habileté d’un individu à décoder un jeu de piste académique hautement artificiel.

11.2 Les tentatives de réplication et le débat sur le taux de transfert spontané

La robustesse des mesures rapportées par Gick et Holyoak a fait l’objet de nombreuses campagnes de réplication au sein du courant de la psychologie différentielle et expérimentale, notamment par des auteurs comme Mark Keane, Laura Novick ou encore Boicho Kokinov. Si la puissance du saut de performance consécutif à l’adjonction de l’indice explicite (l’envolée vers 80 % de réussite) s’est avérée d’une fiabilité et d’une reproductibilité universelles et incontestées, le taux résiduel de transfert spontané sans indice (les fameux 30 %) a suscité d’âpres débats quant à sa pureté métrologique.

Plusieurs études de réplication minutieuses ont montré que ce taux de 30 % était lui-même fortement tributaire d’« effets d’attente de l’expérimentateur » ou de caractéristiques de la demande expérimentale (demand characteristics). Dès lors que des étudiants de psychologie sont invités à participer à une expérience de 45 minutes dans un laboratoire fermé, le simple fait qu’on leur fasse lire une histoire militaire étrangement détaillée sur une forteresse, immédiatement suivie d’une énigme médicale insoluble, incite les participants les plus rusés sur le plan métacognitif à deviner l’intention cachée du chercheur. Une fraction non négligeable de ces 30 % de « transferts spontanés » ne résulterait donc pas d’une véritable résonance analogique autonome, mais d’une déduction tactique : l’étudiant s’avise que l’expérimentateur ne lui a pas fait lire cette fable guerrière sans arrière-pensée.

Lorsque des protocoles plus sévères ont été mis en place pour intercaler des tâches distractrices longues (plusieurs heures ou jours) entre la phase de lecture de la source et la phase de test médical afin de dissiper totalement toute attente implicite de liaison, le taux de transfert spontané lointain s’est parfois effondré pour flirter dangereusement avec le taux de base du groupe témoin (10 à 15 %). Cette fragilité empirique de la découverte spontanée sans consigne explicite n’a toutefois pas affaibli la théorie de Gick et Holyoak : au contraire, elle est venue renforcer leur thèse centrale selon laquelle la récupération inter-domaines sans balise constitue un goulet d’étranglement cognitif presque infranchissable pour l’esprit non préparé.

11.3 Les éclairages apportés par la neuroimagerie fonctionnelle

L’avènement de l’imagerie par résonance magnétique fonctionnelle (IRMf) et de l’électroencéphalographie à haute densité au cours des deux dernières décennies a permis de tester directement sur le substrat cérébral biologique les hypothèses fonctionnelles formulées par Gick et Holyoak. Les travaux pionniers menés en neurosciences cognitives, notamment par l’équipe de Kalanit Grill-Spector, ainsi que les recherches de Bunge, Green et Morrison, ont identifié avec une précision millimétrique les circuits neuraux mobilisés lors des tâches d’alignement et de transfert analogique.

Ces explorations cérébrales ont mis en lumière le rôle d’arbitre central joué par le cortex polaire frontal rostral (l’aire 10 de Brodmann, située à l’extrême pointe antérieure du lobe frontal) et le cortex préfrontal dorsolatéral (Brodmann 9/46). L’activation hémodynamique du cortex frontopolaire augmente de manière quasi linéaire en fonction de la complexité relationnelle de la tâche : tandis que l’appariement basé sur la similarité de surface active principalement les aires temporales et occipitales dédiées au traitement sémantique et visuel perceptif, l’intégration de prédicats d’ordre supérieur (la comparaison de relations reliant elles-mêmes des relations) requiert impérativement le recrutement massif et synchronisé du pôle frontal bilatéral.

Plus remarquable encore, la neuroimagerie a validé biologiquement la dichotomie établie en 1980 entre la phase d’accès mnésique et la phase d’alignement structurel. Au cours de la phase de récupération, on observe un dialogue fonctionnel intense entre l’hippocampe, les structures médio-temporales et le cortex préfrontal ventrolatéral gauche (dédié à la sélection guidée des traces mémorielles sémantiques). Dès lors que l’indice explicite est injecté ou que le lien est perçu, ce réseau d’accès cède le pas à une synchronisation fronto-pariétale massive gouvernée par le cortex frontopolaire, confirmant expérimentalement que la transposition formelle d’un modèle abstrait mobilise une machinerie neurocognitive radicalement différente de celle qui préside à la remémoration associative ordinaire.

12. Synthèse théorique et perspectives futures du raisonnement analogique

12.1 L’héritage pérenne du paradigme Gick-Holyoak

Près d’un demi-siècle après leur parution, les études princeps de Mary Gick et Keith Holyoak conservent un statut d’étalon-or dans l’histoire des sciences de l’esprit. L’histoire du général et de la forteresse convergente figure en bonne place dans tous les manuels de référence de psychologie cognitive et de neurosciences à travers le globe. Ce protocole élégant a accompli ce que toute grande expérience de laboratoire doit réaliser : capturer en une situation expérimentale minimale et parfaitement contrôlable l’essence intime d’un phénomène intellectuel d’une complexité vertigineuse.

L’héritage épistémologique le plus profond du paradigme Gick-Holyoak réside dans la mutation durable qu’il a imprimée à notre conception de l’intelligence et des compétences. Avant ces travaux, la compétence était largement envisagée comme un stock de connaissances encyclopédiques statiques emmagasinées dans la mémoire d’un individu. Gick et Holyoak ont administré la preuve éclatante qu’un individu peut posséder intégralement le savoir requis pour résoudre une énigme tout en étant totalement incapable de le mobiliser en temps réel. Ils ont ainsi contraint les théories cognitives à découpler définitivement l’architecture du stockage sémantique des dynamiques attentionnelles de l’accès contextuel.

En démontrant que l’abstraction relationnelle procède prioritairement par la comparaison active de cas contrastés (l’induction de schéma de 1983) plutôt que par l’inculcation passive de règles formelles, ils ont jeté les fondations théoriques sur lesquelles repose l’ensemble des mouvements contemporains de refonte des curriculums scolaires et professionnels, du constructivisme pédagogique à l’entraînement aux fonctions métacognitives.

12.2 L’analogie à l’ère des grands modèles de langage et de l’intelligence artificielle

À l’heure contemporaine où les sciences cognitives sont percutées de plein fouet par les exploits spectaculaires des réseaux de neurones profonds et des grands modèles de langage (LLM comme GPT-4, Claude ou Gemini), l’expérience de Gick et Holyoak s’est muée en un banc d’essai d’une brûlante actualité. Des chercheurs en intelligence artificielle cognitive évaluent désormais quotidiennement la capacité de ces architectures géantes fondées sur le mécanisme de l’attention (Transformers) à accomplir de véritables transferts analogiques lointains.

Lorsqu’on soumet le problème de la tumeur de Duncker à un modèle linguistique moderne en lui ayant préalablement fait ingérer le récit de la forteresse (sans indice explicite de mise en relation), la machine parvient fréquemment à générer la réponse de convergence avec une aisance stylistique bluffante. Toutefois, une querelle épistémologique majeure déchire aujourd’hui les spécialistes : cette réussite phénoménale traduit-elle un véritable alignement relationnel interne et la manipulation consciente d’un schéma abstrait, ou n’est-elle que le reflet d’un mimétisme statistique superficiel ? Étant donné que le texte de l’article de Gick et Holyoak de 1980 et l’ensemble de ses analyses commentées font partie intégrante du corpus massif de données d’entraînement de ces modèles, l’intelligence artificielle ne fait bien souvent que répéter par co-occurrence probabiliste une association textuelle préexistante dans son gigantesque dictionnaire matriciel.

Lorsque des chercheurs soumettent ces mêmes modèles à des variantes totalement inédites du problème du rayonnement, dépouillées de tout vocabulaire médical et militaire et cryptées sous des formulations sémantiques originales n’existant nulle part sur l’Internet public, les performances de ces intelligences artificielles s’effondrent brutalement. Ce constat remet au goût du jour la nécessité impérieuse de développer des architectures hybrides neuro-symboliques, combinant la puissance associatrice de l’apprentissage profond avec des modules de calcul explicite de contraintes d’isomorphisme directement inspirés des modèles ACME et SME de Keith Holyoak et Dedre Gentner.

12.3 Directions futures de la recherche en psychologie cognitive

Loin d’être un chapitre clos des manuels du siècle passé, la recherche sur le transfert analogique explore aujourd’hui de nouveaux territoires conceptuels et empiriques prometteurs. Le premier axe d’expansion concerne l’intégration des variables affectives, émotionnelles et motivationnelles. Les protocoles originaux de Gick et Holyoak traitaient l’esprit comme un processeur logique froid et impassible ; or, des études contemporaines démontrent que l’état émotionnel du sujet (le stress, l’anxiété de performance ou à l’inverse un état de curiosité et d’humeur positive) module drastiquement l’ouverture de l’attention cognitive et la perméabilité de la mémoire de travail, augmentant ou annihilant la sensibilité aux résonances analogiques spontanées.

Le second grand chantier réside dans le développement précoce d’interventions métacognitives chez l’enfant en milieu scolaire. Des cohortes longitudinales testent actuellement l’efficacité de dispositifs pédagogiques initiés dès l’école primaire, apprenant explicitement aux élèves à fabriquer des « cartes relationnelles » et à comparer systématiquement les structures logiques de contes, d’énigmes mathématiques et de jeux de stratégie. L’objectif est de vacciner très tôt l’appareil psychique des futures générations contre la tyrannie des apparences de surface et de cultiver de manière délibérée la plasticité du transfert inter-domaines.

Enfin, l’exploration interculturelle de l’analogie offre des perspectives fascinantes. Les protocoles historiques de 1980 ont été menés quasi exclusivement sur des étudiants occidentaux de culture individualiste (les fameuses populations WEIRD : Western, Educated, Industrialized, Rich, Democratic). Les psychologues cognitivistes s’intéressent désormais à la manière dont les styles cognitifs holistiques, prévalents dans certaines cultures d’Asie orientale ou au sein de populations autochtones, appréhendent l’espace de contraintes de Duncker. Une perception traditionnellement plus attentive aux relations écosystémiques globales et aux interconnexions contextuelles pourrait-elle prédisposer les individus à un taux de transfert spontané supérieur face au carcan de surface des problèmes occidentaux ? Cette interrogation vivante prouve, s’il en était besoin, que le sentier intellectuel ouvert il y a plus de quarante ans par Mary Gick et Keith Holyoak n’a pas fini d’éclairer les mystères les plus profonds de l’imagination et de la rationalité humaines.

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