Nouvelles du futur : où en sommes-nous avec les prévisions?

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Cet article examine plusieurs méthodes qui ont montré une capacité certaine de prévoir le futur. La première comprend des équations simples (lois de puissance, power laws) dont les coef­fi­cients empi­riques ont pu être déter­minés sur plusieurs ordres de grandeur dans des condi­tions très variées. Les modèles sous-jaçants sont à la limite de plusieurs disci­plines, de l’écologie à la socio­logie. Vient ensuite le suivi systé­ma­tique des innom­brables sources d’information numé­riques sur l’actualité dont nous dispo­so­sons doré­na­vant, approche connue sous le nom de cultu­ro­mique (note 3). Fina­le­ment, la vieille méthode des seuils critiques chère aux anciens polé­mo­logues (Bouthoul, 1962) et dont le dépas­se­ment conduit à des chan­ge­ments quali­ta­tifs a été remis à l’honneur dans le cas des émeutes liées au prix des denrées alimen­taires.

Peut-on prévoir le futur à partir des connais­sances sur la psycho­logie humaine et les phéno­mènes sociaux, en appli­quant une analyse statis­tique à l’image de la ther­mo­dy­na­mique (Voir note 1)? Il semble bien que la réponse soit oui, et de nombre de publi­ca­tions scien­ti­fiques récentes vont dans ce sens.

1. Equations empi­riques

Commen­çons par quelques articles publiés il y a deux ans environ par Bohorquez et al. (2009) et par Johnson et al. (2011). Dans le cas du premier article,

Fréquence cumulée d’actes de guerre en Afgha­nistan en fonction du nombre de blessés (a) nombre de tels actes depuis le 5ooème jour des opéra­tions dans le pays (b). Figure composée à partir de deux figures de Bohorquez, 2009. Voir note 2.

les auteurs sont des ingé­nieurs, des physi­ciens et un écono­miste. A l’époque de la publi­ca­tion, Bohorquez travaillait au Depart­ment of Indus­trial Engi­nee­ring and CEIBA Complex Systems Research Center à l’Univer­sidad de Los Andes à Bogota, en Colombie. Les scien­ti­fiques qui cosignent l’article de Johnson comprennent un plus grand nombre de disci­plines, de la biologie à la socio­logie en passant par l’informatique et la physique. Johnson lui-même est un physicien de l’université de Miami. Notons par ailleurs que ces deux groupes travailent en colla­bo­ra­tion.

Que disent ces articles? D’abord qu’il existe un loi de puissance (power law) très simple qui relie l’intervalle entre deux attaques terr­ro­ristes (ou actions belli­queuses). Cet inter­valle a tendance à raccourcir en même temps que les terro­ristes apprennent leur métier. Si la loi est connue, la date de la prochaine attaque peut être estimée (avec une certaine erreur, bien évidem­ment). Il existe aussi un rapport simple entre l’importance des attaques et leur fréquence: la fréquence diminue avec la «taille» des attaques à la puissance 2.5 (Gilbert, 2009).

Le mérite de ces travaux est qu’ils relient de manière quan­ti­ta­tive certains compor­te­ments humains violents ou non (au-delà du terro­risme, donc), l’écologie et certains modèles écono­miques (ce n’est pas par hasard que nous avons l’éco-logie et l’éco-nomie!). Ils ne manquent pas de rappeler d’autres études (Betten­court et al, 2007; Betten­court et  West, 2011) qui utilisent des lois de puissance pour décrire les relations entre la taille des villes (mesurée par leur nombre d’habitants) et une collec­tion disparate d’indicateurs qui vont du salaire moyen au nombre d’inventeurs en passant par la consom­ma­tion  d’électtricité des ménages et la densité des stations d’essence. Ces travaux permettent eux aussi de «prédire» la façon dont un certain nombre de variables vont se comporter dans le futur, disons en 2050. En effet, beaucoup d’indicateurs sont liés à la popu­la­tion comme variable indé­pen­dante, laquelle popu­la­tion est très prévi­sible puisque la majorité des êtres humains qui peuple­ront la terre en 2050 sont déjà nés. Par ailleurs, les projec­tions de popu­la­tion faites au cours de l’immédiat après-guerre (je parle de 1940–45) se sont avérées éton­nam­ment exactes (voir par exemple Chi, 2009).

Figure extraite de Lagi et al., 2011: histo­rique des émeutes/révolutions depuis 2004 en fonction d’un indice de prix des denrées alimen­taires.

2. Cultu­ro­mique

Récemment, d’autres auteurs, dont Leetaru (2011), ont abordé les prévi­sions d’une manière radi­ca­le­ment diffé­rente, basée sur le fait que nous disposons main­te­nant d’énormes bases de données numé­riques relatives à la presse écrite et parlée et aux agences de presse, sans parler des sites web des journaux et magazines nationaux et inter­na­tio­naux. Ces bases de données couvrent au moins les trente dernières années. Les tech­niques d’exploration des données (data mining) permettent de trouver certains termes, leur fréquence, leur asso­cia­tion avec d’autres termes, ainsi que leur ton et leur géolo­ca­tion. Le ton (tone en anglais, mais mood serait plus approprié) et la géolo­ca­tion consti­tuent la prin­ci­pale innvation apportée par Leetaru. Le ton est donné par des termes «postifs» ou «négatifs» comme «terrible», «amélio­ra­tion» ou «heureux». La géolo­ca­tion consiste simple­ment à situer géogra­phi­que­ment tous ces termes. Cette approche, que Leetaru appelle «cultu­ro­mique» (note 3) lui a permis de faire des prévi­sions à court terme relatives aux révo­lu­tions en Egypte, Tunisie et Lybie, de voir se préparer le conflit en Serbie et prédire la stabilité de l’Arabie Saoudite jusqu’en 2012. Appliquée à la loca­li­sa­tion de Ossama Bib Laden, la méthode identifie une région qui comprend Abbotabad où le raid état­su­nien a fina­le­ment eu raison de lui.

3. Dépas­se­ment de seuils critiques

Je termi­nerai en signalant une étude très remarquée de Lagi et al. (2011) dont une descrip­tion très lisible est donnée par Johnson, 2011 (Il s’agit d’un autre Johnson que l’auteur cité plus haut.) Ces auteurs ont observé une asso­cia­tion histo­rique entre certaines émeutes et la cherté des denrées alimen­taires. Le seuil se situe vers 220 $/tonne en prix courants et vers 190$/tonne en prix constants de 2004. Il a été dépassé en 2008 et en concor­dance avec le Printemps Arabe. Selon les auteurs, si la tendance des prix courante se maintient, les prochaines révo­lu­tions sont à attendre entre juillet 2012 et août 2013.

4. Conclu­sion

Dans l’ensemble, ces méthodes sont inté­res­santes, et l’engouement suscité par les articles de Leetari, Lagi et ceux issus du cercle de Geoffrey West (p.ex. Betten­court et al.) témoignent de l’intérêt des milieux scien­ti­fiques comme de celui de la prese géné­ra­liste pour les prévi­sions. Il me semble,  cependant,  que le succès des méthodes soit dû à l’abondance des données dispo­nibles plus qu’à la nouveauté des approches. D’une certaines façon, ces méthodes témoignent toutes de l’importance et de l’efficacité de l’internet. La note de Leetari, par exemple, n’a pas souffert de sa publi­ca­tion sur un site jusqu’alors confi­den­tiel. Le village global existe bel et bien!

Notes

Note 1 : Cette note est un clin d’oeil. La phrase est extraite avec quelques modi­fi­ca­tions mineures de Wikipedia: La psycho­his­toire est une science imaginée par l’auteur de science-fiction Nat Schachner et déve­loppée plus largement par Isaac Asimov (1920–1992) dont le but est de prévoir l’Histoire à partir des connais­sances sur la psycho­logie humaine et les phéno­mènes sociaux en appli­quant une analyse statis­tique à l’image de la ther­mo­dy­na­mique.

Note 2 : La partie supé­rieure de la figure (a) indique que 100% des actes de guerre font au moins une victime, alors que 1/1000 fait 100 victimes. Partie infé­rieure (b): 8 événe­ments par jour ne se produisent prati­que­ment jamais, alors quer 30% des jours sont carac­té­risés par deux événe­ments.

Note 3 : cultu­ro­mics en anglais. Comme ther­mo­dy­na­mics devient «la ther­mo­dy­na­mique» et cyndinics «la cyndi­nique» j’ai osé le terme de «cultu­ro­mique»

Refe­rences

Betten­court, L.M.A., J.Lobo, D.Helbing, C.Kühnert & G.B. West. 2007. Growth, inno­va­tion, scaling, and the pace of life in cities. PNAS, 104(17):7301–7306.

Betten­court, L.M.A & G.B. West. 2011. Bigger Cities do more with less: new science reveals why cities become more produc­tive and efficient as they grow. 305(3):51–53.

Bohorquez, J.C., S.Gourley, A.R.Dixon, M.Spagat & N.F.Johnson. 2009. Common ecology quan­ti­fies human insur­gency. Nature 462:911–914.

Bouthoul, G. 1962. Le Phénomène-Guerre. Petite biblio­thèque Payot, Paris. 283 pp.

Chi, G. 2009. Can knowledge improve popu­la­tion forecasts at subcounty levels? Demography,46:405–427. Dispo­nible sur le net. Voir aussi http://​www​.esri​.com/​l​i​b​r​a​r​y​/​w​h​i​t​e​p​a​p​e​r​s​/​p​d​f​s​/​e​v​a​l​u​a​t​i​n​g​-​p​o​p​u​lation.pdf et http://​www​.ageing​.ox​.ac​.uk/​f​i​l​e​s​/​w​o​r​k​i​n​g​p​a​p​er_507.pdf

Gilbert, N. 2009. Modellers claim wars are predictable.Insurgent attacks follow a universal pattern of timing and casual­ties. Nature 462:836. L’article de Gilbert est une présen­ta­tion du travail de Bohorquez et al., 2009.

Johnson, E.M. 2011. Freedom to Riot: On the Evolution of Collec­tive Violence.

Johnson, N.F., S.Carran, J.Botner, K.Fontaine, N.Laxague, P.Nuetzel, J.Turnley & B.Tivnan. 2011. Patterns of Esca­la­tions in Insurgent and Terrorist Activity. Science 333(81):81–84. Voir aussi NPR staff, 2011. Math Can Predict Insurgent Attacks.

Lagi, M., K.Z.Bertrand & Y.Bar-Yam. 2011. The Food Crises and Political Insta­bi­lity in North Africa and the Middle East. http://​arxiv​.org/​a​b​s​/​1​108.2455v1. L’article est téĺé­char­geable.

K.H.Leetaru. 2011. Cultu­ro­mics: fore­cas­ting large-scale human behaviour using glocal news mwdia tone in time and space. First Monday,  16(9). This is an internet publi­ca­tion. Voir ce site. Voir aussi http://www.kurzweilai.net/culturomics-2–0-forecasting-large-scale-human-behavior-using-global-news-media-tone-in-time-and-space qui comprend des anima­tions inté­res­santes.

 

2 thoughts on “Nouvelles du futur : où en sommes-nous avec les prévisions?

  1. C’est super inter­es­sant. J’ai deux remarques/ questions assez diffe­rentes.

    En lisant les articles de West et coll. je m’etais deja demande si on ne pouvait pas appliquer une analyse dimen­sion­nelle a ce type de probleme. Par exemple, pour l’impact de la hausse des prix sur les emeutes, un indice (adimen­sionnel) serait la fraction des 2500 cal/jour que le revenu moyen permet d’acheter, au prix du marché local. Il se pourrait que toutes les emeutes (meme a travers l’histoire) se produisent au meme seuil. Quid de la revo­lu­tion francaise?

    Le deuxieme point est la distri­bu­tion statis­tique des attentats et guerres à-la-Pareto. En quoi est-ce vraiment un outil de prevision? Se servir de cette loi pour faire des previ­sions, est-ce que ce n’est pas la meme chose que de se dire que le rouge doit sortir puisque le noir est deja sorti 5 fois?

    • Pour la première question: voir http://​blogs​.scien​ti​fi​ca​me​rican​.com/​p​r​i​m​a​t​e​-​d​i​a​r​i​e​s​/​2​0​1​1​/​0​9​/​0​6​/​f​r​e​e​d​o​m-to-riot/ (la référence Johnson, 2011). Tu y trouveras une figure construite à partir de données prises dans Archer (2000; Social unrest and popular protest in England, 1780–1840, Cambrige Univer­sity Press) qui montre que la conco­mi­tance des prix élevés et des émeutes ne date pas de 2008. Pour le cout local des 2500 calories, on pourrait essayer, mais les pays où il y a eu des problèmes sont de gros impor­ta­teurs, où les prix locaux doivent être assez près des cours inter­na­tio­naux. Par ailleurs, il n’y a pas une bonne relation entre la consom­ma­tion effective de céréales (consom­ma­tion locale annuelle divisée par la popu­la­tion) et les 2500 calories. Mais effec­ti­ve­ment, to idée permet­trait de s’abstraire des cours du marché. Peut-être devrait-on aussi voir la capacité d’achat de céréales en fonction du revenu moyen! De toute façon, quand les dispo­ni­bi­lités sont plus ou moins normales, on peut ergoter. Quand ça se corse, les méca­nismes simples prennent le dessus!

      Deuxième point: l’interprétation de Johnson et al. n’est pas stochas­tique. Ils voient leur modèle comme une illus­tra­tion de ce qu’on appelle la red queen hypo­thesis selon laquelle l’évolution se produit (doit se produire) pour maintenir la capacité d’adaptation. Evidem­ment, il y a aussi des gens qui disent que l’évolution se produit par sauts, et person­nel­le­ment, j’aime assez cette idée.