La logique avec Eureka

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Le logiciel Eureka permet la création de "micro-mondes" dans divers domaines, en particulier en physique et sciences naturelles. Il a été utilisé ici pour proposer une petite introduction (plutôt un survol!) à la logique booléenne, car on peut l'y appliquer de façon très simple et assez intuitive, ce qui n'est pas le cas pour tous les problèmes proposé avec le logiciel. En fait, on peut remarquer que certaines pièces (en particulier des "super-pièces") correspondent à des mécanismes assez complexes, tout en n'offrant que très peu de façons d'intervenir sur leur comportement, ce qui ne facilite la tâche ni du concepteur, ni de l'utilisateur.

2. Description des Eureka

Cette introduction à la logique booléenne a été conçue selon un modèle "constructiviste", avec des Eureka de complexité croissante qui se basent sur les notions vues précédemment. Dans chacun d'eux, l'utilisateur peut cliquer sur des boutons pour changer la valeur des variables d'entrée et voir le résultat des opérations. Pour l'affichage des valeurs, la convention utilisée est celle appliquée généralement en logique, soit 0 pour "faux" et "1" pour "vrai".

1. Le premier Eureka (base.wgt) présente les opérations de base de la logique: NON, ET et OU. On notera qu'Eureka propose le nom "INV" pour l'opérateur "NON". Pour certaines applications, cette dénomination est peut-être plus appropriée, mais pour la logique, elle ne facilite pas la compréhension des schémas!

2. D'autres Eurekas présentent certaines propriétés de la logique: distributivité (distr.wgt), et lois de Morgan (pour le ET (nand.wgt) et le OU (nor.wgt)). Pour ce deuxième groupe d'Eurekas, où il s'agit de vérifier que deux expressions sont équivalentes (p. ex. "NON(a ET b) = (NON a) OU (NON b)"), une petite lumière à été associée à chaque valeur de sortie. L'utilisateur peut ainsi vérifier plus facilement que la valeur des deux expressions change en même temps lorsqu'il modifie une valeur d'entrée. On pourrait construire (ou proposer à l'utilisateur de construire) de la même façon des Eurekas pour vérifier les autres propriétés de la logique booléeenne.

3. Le dernier Eureka (xor_prob.wgt) est peut-être celui qui montre le mieux l'utilité d'un logiciel comme Eureka en logique. Il s'agit ici d'un "problème", dans lequel l'utilisateur doit compléter un Eureka partiel, et essayer d'exprimer le "XOU" (OU exclusif) à l'aide des opérations de base NON, ET et OU. On peut procéder ici par tâtonnement ou par réflexion, mais dans tous les cas, il suffit de prendre les opérateurs désirés dans la palette et de les connecter. On vérifie ensuite en cliquant sur les interrupteurs que les deux lumières (celle du XOU d'origine, et celle du schéma qu'on a construit) changent simultanément ou pas. Si vous séchez, voici la solution (xor.wgt)!

Eureka est un logiciel aux possibilités multiples, qui peut être utilisé de plusieurs façons. Si on choisit l'optique "micro-monde pur", où tout doit pouvoir être compris et construit pas à pas, les domaines d'application sont (à mon sens) relativement limités. En effet, les pièces à disposition n'offrent pas toujours à l'utilisateur un contrôle lui permettant de décomposer suffisamment un problème (il s'agit plutôt de "boîtes noires"), et il manque des pièces plus élémentaires. De plus, l'écran est assez vite encombré, en particulier à cause de la taille importante de certaines pièces (bien que cela soit peut-être positif pour les enfants). Par contre, si on se place plutôt dans une optique simulation (qu'on pourrait aussi appeler "micro-monde de haut niveau d'abstraction"), Eureka est assez intéressant, car il permet d'avoir une vision globale de phénomènes complexes, en jouant sur certains paramètres. En conclusion, on pourrait comparer Eureka à une boîte de Legos qui contiendrait à la fois des "Duplo", des "Classic" et des "Technic", mais avec un choix (trop?) limité de pièces de chaque type.