Le chunking : comment les experts voient les motifs

En 1973, William Chase et Herbert Simon, dans le prolongement des travaux du psychologue néerlandais Adriaan de Groot, ont montré des positions d’échecs pendant cinq secondes à un maître, à un bon joueur de club et à un débutant, puis leur ont demandé de reconstituer la position sur un échiquier vide. Avec des positions tirées de vraies parties, le maître retrouvait dès le premier essai plusieurs fois plus de pièces que le débutant. Avec des pièces disposées au hasard, l’avantage du maître disparaissait presque entièrement.

Chase et Simon ont aussi observé comment les pièces revenaient. Les joueurs les replaçaient par salves, avec de courtes pauses à l’intérieur d’un groupe et de plus longues entre les groupes. Ces groupes avaient un sens : des pièces qui se protégeaient mutuellement, une structure de pions familière, une disposition classique autour du roi. Les groupes du maître étaient plus gros. Le meilleur joueur ne gardait pas plus d’éléments en tête ; chaque élément en contenait simplement davantage.

C’est l’idée centrale du chunking. La mémoire de travail ne retient qu’une poignée d’éléments à la fois, et l’expertise rend chacun plus riche. L’étude était modeste, avec seulement trois joueurs, mais le résultat a été confirmé de nombreuses fois depuis.

Sources1Source 1Chase, W. G., & Simon, H. A. (1973). Perception in chess. Cognitive Psychology, 4(1), 55–81.

Des travaux ultérieurs ont affiné le résultat sur les positions aléatoires. En 1996, Fernand Gobet et Herbert Simon ont passé en revue une série d’expériences aux échecs et constaté que les joueurs les plus forts conservent généralement un petit avantage même sur des positions aléatoires, bien moindre toutefois que sur des positions issues de vraies parties. Le hasard laisse subsister quelques fragments familiers, et les experts les repèrent.

L’oculométrie montre le même avantage sous un autre angle. Eyal Reingold, Neil Charness et leurs collègues ont constaté que les joueurs experts embrassaient à chaque regard une bien plus grande part d’une position d’échecs structurée que les joueurs moins forts, mais pas quand la position était aléatoire. Dans une tâche simple consistant à repérer si un roi était en échec, les experts faisaient moins de fixations et regardaient plus souvent entre les pièces que sur elles, comme s’ils lisaient des relations plutôt que des objets. Les auteurs ont conclu que l’avantage venait de l’expérience des échecs, pas d’une meilleure vue ou d’une meilleure mémoire en général.

La leçon pour les amateurs de casse-têtes : la reconnaissance de motifs n’est pas un talent général que l’on a ou que l’on n’a pas. Elle se construit au contact des positions qui reviennent dans un jeu donné, et elle aide exactement dans la mesure où un nouveau plateau ressemble aux anciens.

Sources2Source 2Gobet, F., & Simon, H. A. (1996). Recall of rapidly presented random chess positions is a function of skill. Psychonomic Bulletin & Review, 3(2), 159–163.3Source 3Reingold, E. M., Charness, N., Pomplun, M., & Stampe, D. M. (2001). Visual span in expert chess players: Evidence from eye movements. Psychological Science, 12(1), 48–55.

Dans une synthèse de 2001, Fernand Gobet et ses collègues distinguent deux voies vers les chunks. La première est délibérée et guidée par un but : vous décidez de traiter trois coups comme une seule manœuvre, vous lui donnez un nom et vous l’utilisez à dessein. La seconde est automatique et perceptive : à force d’exposition, certaines dispositions se mettent tout simplement à ressembler à une seule chose. Les modèles informatiques de cette seconde voie apprennent des chunks par l’expérience et reproduisent une grande partie de ce que l’on sait de la mémoire experte, aux échecs comme dans d’autres domaines tels que l’apprentissage du langage.

Les joueurs de casse-têtes utilisent les deux. La forme délibérée ressemble à « ouvrir le couloir de gauche » ou « sortir les jaunes » : une intention nommée qui représente plusieurs glissements. La forme perceptive est plus discrète. Un jour, une brique garée en travers de deux sorties vous paraît tout simplement anormale, avant même que vous sachiez dire pourquoi.

Les chunks comptent à cause de la limite qu’ils permettent de contourner. Planifier une longue suite de coups isolés sature vite la mémoire de travail, ce que nous examinons dans pourquoi certains plateaux semblent impossibles. Planifier par chunks permet de faire tenir un plan plus long dans le même espace.

Sources4Source 4Gobet, F., Lane, P. C. R., Croker, S., Cheng, P. C.-H., Jones, G., Oliver, I., & Pine, J. M. (2001). Chunking mechanisms in human learning. Trends in Cognitive Sciences, 5(6), 236–243.

On ne télécharge pas des chunks, mais on peut aider à leur formation. Quelques habitudes découlent de la façon dont le chunking semble fonctionner.

• Nommez les situations qui reviennent. Un nom transforme une impression floue en unité mémorisable : l’embouteillage, le coin verrouillé, le goulot d’une seule brique.
• Revenez sur un plateau vidé. Jetez un œil au plateau terminé et demandez-vous quelle partie vous reconnaîtriez la prochaine fois.
• Jouez des plateaux semblables à la suite, pour que la répétition fasse ressortir les motifs.
• Mélangez les types de plateaux une fois qu’un motif vous est familier, pour vous entraîner à reconnaître lequel s’applique.

Les chunks ont aussi un coût. Un motif bien appris peut vous aveugler face à un plateau qui ne fait que paraître familier, et défaire un chunk est l’un des moyens de se débloquer, comme l’explique notre article sur le moment eurêka. Les bons joueurs tiennent fermement à leurs motifs, et savent les lâcher quand le plateau l’exige.

On est tenté de croire que l’art de lire les motifs d’un maître d’échecs ou d’un expert en casse-têtes doit en faire un meilleur penseur en général. Les données disent le contraire. En 2017, Giovanni Sala et Fernand Gobet ont passé en revue l’enseignement des échecs et de la musique aux enfants, ainsi que l’entraînement de la mémoire de travail. Mieux une étude était contrôlée, plus ses effets sur les compétences cognitives et scolaires générales étaient faibles, et ils ont conclu que le transfert lointain des apprentissages se produit rarement.

Ce n’est pas un résultat décevant pour qui aime simplement les casse-têtes. Progresser dans un jeu qu’on aime est un vrai plaisir, et les chunks que l’on construit sont une forme authentique de connaissance. Simplement, c’est une connaissance du jeu. Nous avons abordé la question plus large dans les jeux de casse-tête sont-ils bons pour le cerveau ?

Les plateaux d’OutBrick se prêtent bien à l’observation des chunks qui se forment, car la mécanique reste constante tandis que les dispositions changent : une brique poussée vers un espace libre s’arrête là où vous la lâchez, une brique poussée contre sa voisine échange sa place avec elle, et chaque brique ne rentre que par la porte de sa couleur. Jouez quelques plateaux du jour plusieurs jours de suite et remarquez quelles dispositions commencent à ressembler à une seule chose. Ce que vous remarquez là, c’est un chunk en train de se former.

Sources5Source 5Sala, G., & Gobet, F. (2017). Does far transfer exist? Negative evidence from chess, music, and working memory training. Current Directions in Psychological Science, 26(6), 515–520.