Architecture cognitive de la grammaire

blabbedharborAI and Robotics

Feb 23, 2014 (3 years and 7 months ago)

126 views

Tobias Scheer

Université de Nice, UMR 6039

Architecture cognitive de la grammaire

Comment la phonologie gère les frontières de mot et les

informations non
-
phonologiques (morphologiques,
syntaxiques)


deux modèles du fonctionnement cognitif: connexionnisme vs.
modularité


modularité: origines (F
-
J Gall) et implémentation moderne (J.
Fodor)

plan de l’exposé


fonctionnement de l’architecture modulaire


illustration non
-
linguistique: la faculté de nombre


la modularité arbitre de théories linguistiques de l’interface


connexionnisme: tradition empiriste

connexionnisme vs. modularité

-

antiquité: Aristote, 18e: David Hume, John Locke, contre les
philosophes « spéculatifs », 20e: Bertrand Russel.
Typiquement anglo
-
saxon.


modularité

= dualiste

mind vs. brain


connexionnisme

= moniste

il n’y a rien en dehors du brain

-
développement cognitif: théorie de la feuille blanche (Locke).
Rien ne peut être dans la tête qui n’ait été dans les sens.

-
méthodologie scientifique: exclusivement inductive (bottom
-
up). Aucun énoncé qui ne soit basé sur des faits empiriques ne
peut être admis, même à titre d’hypothèse. La vérité émerge
du réseau de données (R. Carnap, L. Wittgenstein)


modularité: tradition mentaliste
-

rationaliste

connexionnisme vs. modularité

-

antiquité: Platon, puis Descartes, Kant, v. Humboldt, Popper.

-
développement cognitif: l’humain est autre chose qu’une
machine perfectionnée. Son développement est influencé par
toute sorte d’influences parmi lesquelles l’observation,
l’imitation et la répétition, mais qui restent vaines sans le génie
humain qui structure et valide les expériences sensorielles.

-
méthodologie scientifique: déductive et inductive (top
-
down et
bottom
-
up). La compréhension du monde peut procéder de
n’importe quelle attitude, y compris de raisonnements qui n’ont
aucun fondement sensoriel, empirique ou expérimental.

en linguistique

connexionnisme vs. modularité

-

empiriste: il n’y a qu’une seule technique cognitive pour
l’apprentissage, qui sert à apprendre à jouer au violon et à
conduire une voiture autant qu’à acquérir le langage.
Behaviourisme (Skinner 1957)

-
mentaliste: la technique d’apprentissage des activités
naturelles (manger, marcher, parler) et artéfactuelles (conduire
une voiture) est fondamentalement différente. Dans le premier
cas, l’humain s’appuie sur une programmation génétique
(Grammaire Universelle). Générativisme (Chomsky 1959)


acquisition

en linguistique

connexionnisme vs. modularité

-
empiriste: la cause pour la variation sonore du langage est
exclusivement phonétique. Néogrammairiens, mais aussi
certains phonéticiens modernes (Coleman 2002).


phonologie

-
mentaliste: Langue vs. Parole (Saussure). Il existe une
causalité purement interne à la grammaire qui ne doit rien au
monde extérieur.

-
alliance naturelle entre connexionnistes et Langackariens
(Cognitive Grammar, Langacker 1987 et passim) car les deux
procèdent du déni du dualisme: en cognition (connexionnistes)
et en linguistique (Langackariens). Les deux procèdent du déni
des représentations et des objets symboliques


de la
grammaire tout court en linguistique. Cf. infra.

-
en France, cette position est représentée par Bernard Laks
(Laks 1996).

connexionnisme vs. modularité

-

trouver « comment ça fonctionne »


stratégie mentaliste/ dualiste

-

la compréhension du fonctionnement n’implique pas
nécessairement la connaissance de l’implémentation matérielle
de ce fonctionnement.

-

le travail du scientifique est terminé lorsque le fonctionnement
a été compris. Commence alors le travail de l’ingénieur dont
l’objectif est de comprendre son implémentation d’y procéder.

connexionnisme vs. modularité

exemple: transistor

-
afin de comprendre un ordinateur, faut
-
il comprendre ceci

ou cela ?

en revanche, pour construire un
ordinateur, il faut comprendre l’un
et l’autre.

connexionnisme vs. modularité

-
en étudiant le mind et le brain


le dualisme cherche donc à cerner l’objet d’étude des deux
côtés:

-
en étudiant la phonologie et la phonétique


la seule étude du brain ou de la phonétique ne mènera jamais à
la compréhension.


le mind, la phonologie, demeurent la cible de la quête de savoir.


le brain, la phonétique définissent le cadre matériel des
hypothèses possibles et agissent en tant que censeur. Ex.: une
théorie du mind qui suppose un stockage infini n’est pas viable.


la relation entre mind et brain existe, mais elle n’est pas bijective.
Ex.: l’existence de modules implique l’existence d’unités
fonctionnelles dans le brain (tous les neurones ne font pas tout),
mais dont les parties ne sont pas nécessairement
géographiquement contiguës.

connexionnisme vs. modularité

-

il n’existe qu’un seul niveau, celui de la matérialité. Le reste est
une vue d’esprit de « philosophes spéculatifs » (Rumelhart et
al. 1986).


stratégie empiriste/ moniste

-

le connexionnisme est réductionniste: il nie l’existence du mind.
Le seul niveau décisionnel est neuronal. Donc toute
modélisation abstraite doit imiter le fonctionnement neuronal:
neurones plus synapses.

-

toute approche symbolique et représentaionnelle (NP, arbres,
traits distinctifs etc.) est erronée puisque les objets ainsi figurés
n’existent pas.

connexionnisme vs. modularité

-

la genèse de la théorie générative est communément appelée
« révolution cognitive » car elle exige une réalité cognitive pour
les objets linguistiques (alors qu’un phonème structuraliste
existait en dehors du cerveau).


révolution(s) cognitive(s)

-

les connexionnistes disent que le programme génératif est une
imposture à ce niveau: seul est cognitif ce qui est neuronal.
D’où les guillemets à « cognitif » lorsqu’ils parlent de l’ambition
cognitive des chomskiens (Taylor 2002:6). D’où la tentative de
confisquer le mot « cognitif »: « Grammaire cognitive » des
Langackariens.

-

il faut donc faire la seconde


la vraie


révolution cognitive, qui
consiste en l’élimination du niveau non
-
neuronal


du mind.

connexionnisme vs. modularité

-

quelle est la matérialité des mathématiques?


les sciences adultes sont toutes dualistes

-

Einstein n’a jamais fait d’expérience


il a pensé. E=mc
2

est
une réalité physique, pas matérielle

-
quelle est la réalité du modèle atomique ?


il renseigne peu sur la réalité matérielle,
mais beaucoup sur la réalité physique de
l’atome.

-
toutes les réalités physiques, chimiques et biologiques ont été
comprises et dessinées longtemps avant que l’instrumentation
ne soit capable de révéler leurs contours: molécule, atome,
double
-
hélice de l’ADN etc.

-
elles ont été pensées en mesurant leurs lointains reflets, non
pas en les observant elles
-
mêmes.

origines de la modularité: F
-
J Gall


le cerveau est le seul organe de l’esprit: les
émotions ne sont pas localisées dans le
coeur.

Franz
-
Joseph Gall

(1758
-
1828)


inventeur de la phrénologie

-
l’esprit est fait d’un certain nombre de
facultés mentales individuelles

-
qui occupent des aires spécifiques du
cerveau

-
et corrèlent avec des zones désignées de la boîte crânienne.

-
les facultés étaient typiquement de type supérieur et large
concernant le caractère et la personnalité: combativité, esprit,
mathématiques, concentration, morale, estime de soi,
individualité, langue, courage, ambition etc.

-
observation de base: variation inter
-
individuelle concernant les facultés mentales

origines de la modularité: F
-
J Gall

origines de la modularité: F
-
J Gall

origines de la modularité: F
-
J Gall

Webster's Academic Dictionary,
1895

origines de la modularité: F
-
J Gall


abus de l’idée de Gall à des fins racistes et coloniaux au 19e
siècle: la science prouve l’infériorité des noirs, des irlandais etc.


base de la détection des criminels par leur faciès (anthropologie
criminelle) à la fin du 19e siècle (Cesare Lombrosco)


==> discrédit de la phrénologie


Gall avait tort de supposer une relation entre les facultés
mentales et des zones de la boîte crânienne.



il avait peut
-
être raison de penser que l’esprit est organisé en une
série de facultés mentales spécialisées.


==> naissance de la faculty psychology (Fodor 1983 et passim)

fonctionnement de l’architecture modulaire


questions


-
taxinomie fonctionnelle des modules: combien y en a
-
t
-
il? de
quelle nature (fonctions supérieures, inférieures) sont
-
ils?

-
comment fonctionne la communication inter
-
modulaire?

-
comment détecte
-
t
-
on un module?

-
quelles sont le propriétés d’un module?

-
existe
-
t
-
il des parties de l’esprit qui ne sont pas modulaires?

fonctionnement de l’architecture modulaire


taxinomie fonctionnelle des modules


-
Gall déjà se prononçait contre des fonctions trop floues, larges
et englobantes

-
Fodor appelle ces facultés « horizontales »: intellect, jugement
moral, attention, volition

-
elles ne sont pas des modules mais résultent de l’interaction de
plusieurs modules.

-
les facultés « verticales » sont plus modestes: les systèmes de
perception comme la vision ou l’audition, ou le traitement des
nombres. Les modules sont ici.

fonctionnement de l’architecture modulaire


les modules sont les ouvriers des facultés supérieures: ils font le
travail de base qui ensuite est interprété par un système central.


système central

module vision

module nombre

module audition

module langage

module X

module Y

fonctionnement de l’architecture modulaire

propriétés des modules



le système central n’est donc pas un module, mais s’informe du
travail des modules.


le système central est téléologique (orienté vers un but), mais les
modules ne le sont pas: ils sont « bêtes » et ne savent faire qu’un
seul travail, répétitif, bête et méchant, mais exécuté rapidement
et de façon très fiable.

fonctionnement de l’architecture modulaire

propriétés des modules (suite)


-

est bête: il ne prend aucune décision, ni ne fait des hypothèses


un module

-

n’a aucune volonté, son action n’est guidée par aucune finalité

-

est un système computationnel simple: à partir d’un input, il
calcule un output de façon prédictible selon une formule fixe
(input system, problem
-
solving system)

-

est obligatoire: l’humain ne peut décider de ne pas s’en servir.
P.ex.: transformation du stimulus visuel en image 3D,
identification de bruit vs. langue, identification tactile d’une
surface en contact avec les doigts.

-

est soustrait à la volonté de l’homme: l’humain ne peut décider
de son fonctionnement

fonctionnement de l’architecture modulaire

comment détecte
-
t
-
on un module?



par ses deux propriétés qui condensent la description supra:

1. spécificité du domaine (domain specificity)

-

un module ne travaille qu’avec un type de données bien
particulier et spécifique à son domaine

-

« spécifique » veut dire que ce vocabulaire de base ne se
rencontre dans aucun autre module

-

un module est autiste: en dehors du vocabulaire le
concernant, il ne comprend rien. Il est incapable d’interpréter
tout objet qui n’y appartient pas

-

p.ex., le module visuel ignorera toute donnée auditive qui lui
serait soumise.

2. encapsulation (autisme)

-

au cours de sa computation, un module n’a besoin ni ne peut
prendre en compte aucune information absente de l’input.

-

aucun résultat intermédiaire ne peut quitter un module (en
direction d’un autre module ou du système central)

fonctionnement de l’architecture modulaire

résumé



un module est

-

spécifique à son domaine

-

encapsulé

-

automatique

-

obligatoire

-

génétiquement encodé

-

régi par un stimulus (stimulus
-
driven)

-

insensible à toute requête ou finalité émanant du système
central


on détecte un module par la spécificité de son domaine: une
computation qui utilise de éléments hétérogènes ne peut être
faite dans un seul module. Une computation qui utilise le même
vocabulaire doit être faite au sein du même module.

fonctionnement de l’architecture modulaire

prédiction



de la théorie modulaire

-

s’il existe des unités fonctionnelles qui seules sont
responsables d’une tâche donnée, il doit être possible d’en
enlever (switch off), avec comme résultat l’absence de la
fonction en question sans qu’aucune autre fonction ne soit
altérée.


de la théorie connexionniste

-
s’il n’existe pas d’unités fonctionnelles et que toutes les
fonctions sont interdépendantes car supportées par des
structures neuronales non
-
spécialisées, alors un
dysfonctionnement ou une lésion devrait avoir un impact sur
une multitude de fonctions.

fonctionnement de l’architecture modulaire

double dissociation



montrer que deux fonctions sont complètement indépendantes et
peuvent exister l’une en l’absence de l’autre nourrit donc l’idée
modulaire.


technique pour montrer l’indépendance fonctionnelle: la double
dissociation.


cas trivial: il existe des sujets sourds mais pas aveugles, d’autres
aveugles mais pas sourds.


conclusion: la vision et l’audition n’utilisent ni la même hardware
(brain) ni le même mécanisme cognitif (mind).


les pathologies doublement dissociées sont fréquemment
rapportées dans la littérature: p.ex. Karmiloff
-
Smith et al. (1995),
Smith (1998)

fonctionnement de l’architecture modulaire

double dissociation, illustration: prosopagnose



l’homme qui prenait sa femme pour un chapeau.


suite à une lésion cérébrale du système visuel, le sujet était
incapable de reconnaître des visages, alors qu’il pouvait identifier
tous les autres objets, et identifier les humains en fonction de leur
voix, odeur ou propriétés tactiles (Smith 1998).

fonctionnement de l’architecture modulaire

double dissociation, illustration: faculté de nombre (Dehaene 1997)



l’humain ne traite pas tous les nombres de la même façon. Il
existe deux modules:

-
paucal
-
approximatif: instantané et précis

-
paucal: nombres jusqu’à 4 ou 5

-
approximatif: « cet ensemble contient moins de 20 items »

-
comptage verbal (verbal counting): lent et imprécis. Calcul
mathématique impliquant les chiffres au
-
delà de 4 ou 5, à l’aide
des 4 opérations de base.


les facultés paucale et approximative sont toujours associées: si
un sujet présente un dysfonctionnement dans un domaine, l’autre
est également affecté


la faculté paucale
-
approximative et le comptage verbal sont
doublement dissociées: il existe des sujets présentant des
dysfonctionnements dans l’un des domaines, alors que l’autre
fonctionne normalement.

fonctionnement de l’architecture modulaire

faculté de nombre: illustrations linguistiques


-
1 objet = singulier, accord sujet fém/masc/neutre sg


français:


J’ai vu eux X.


vs.


J’en ai vu X.


système casuel des langues slaves:

-
2 objets = duel

-
3 et 4 objets = pluriel, accord sujet fém/masc/neutre pl

-
à partir de 5 objets = génitif pluriel, accord sujet neutre sg

la langue en tant que structure modulaire

modules linguistiques: candidats classiques



pragmatique


syntaxe


morphologie


sémantique


phonologie


phonétique

syntaxe

phonologie

sémantique

module
génératif et
concaténatif

modules
interprétatifs

toute concaténation
avant toute
interprétation

architecture générative depuis toujours

(Chomsky
1965 et
passim)

grammaire

perception
du monde
« réel »

SYNTAXE

sémantique

morphologie

phonologie

la langue en tant que structure modulaire

qui a le statut de module? La spécificité de domaine décide



vocabulaire linguistique de base auquel les candidats au statut
de module sont sensibles

nombre

personne

(in)animé

quantification

aspect

(cas)

la langue en tant que structure modulaire

syntaxe

morphologie

sémantique

labial

fricatif

voisement

point squelettal

occlusion

phonologie

deux espaces ontologiques distincts, donc deux modules différents

communication intermodulaire


puisque les modules ne parlent pas la même langue, ils ne
peuvent communiquer qu’au moyen d’une traduction.


Representational Modularity de Jackendoff (1992 et passim):
correspondence rules.


Prosodic Phonology (Selkirk 1984, Nespor & Vogel 1986 etc.):
mapping rules.

communication intermodulaire

architecture générale Prosodic Phonology

Translator’s
Office

Ils [z] ont une grande maison

mais: ont
-
ils [z] une grande maison ?


i l s
ɔ
̂

t y n grande maison

C V C V C V C V C V

1.
le
-
s
-

doit aller vivre


chez «

ont

»

2. le
-
t
-

peut, s’il le veut,


aller vivre chez «

une

»

le traducteur décide:

interface

syntaxe

phonologie

#

C V

Direct Interface

communication intermodulaire


notion fondatrice de la Prosodic Phonology: non
-
isomorphisme


origine: SPE (Chomsky & Halle
1968
:
371
s): l’exemple cat
-
rat
-
cheese


structure syntaxique enchâssée:


This is [the cat that caught [the rat that stole [the cheese]]]



structure intonationnelle (=phonologique) en soeurs:


[This is the cat] [that caught the rat] [that stole the cheese]


raisons linguistiques pour la traduction


conclusions:

-
la syntaxe n’offre pas la structure nécessaire pour prédire la
structure phonologique: il faut la désenchâsser.

-
donc le Translator’s Office fait des choix autonomes: Black Box.

communication intermodulaire


depuis Chomsky, Halle & Lukoff (
1956
), l’épellation de la
structure morpho
-
syntaxique par petits bouts et en cercles
concentriques commençant par le plus enchâssé et allant vers le
haut de l’arbre fait partie de la théorie générative.


depuis Mascaró (1976), la notion de « on ne touche pas ce qui
revient d’un module interprétatif » est implantée pour des raisons
phonologiques: SSC (Strict Cycle Condition), puis appelée
robustness, strata, dernièrement Phase Impenetrability (Chomsky
2001).

encapsulation et Derivation by Phase

communication intermodulaire


base empirique: deux items plurimorphématiques dont la seule
différence est l’application « normale » d’un processus
phonologique pour l’un, vs. l’application « avortée » du même
processus phonologique pour l’autre.


exemples

Phase Impenetrability

-
class
1
vs. class
2
morphology en anglais


órigin


orígin
-
al


origin
-
ál
-
ity


párent


parént
-
al vs. párent
-
hood


átom


atóm
-
ic vs. átom
-
ise


válid


valíd
-
ity vs. válid
-
ness

-
paires minimales:


cómpar
-
able vs. compár
-
able


irremplaçable vs. inremplaçable (immangeable vs. inmangeable)

communication intermodulaire

Phase Impenetrability

parent

-
al

-
hood

n

phonologie

frontière de phase

phonologie

communication intermodulaire


la dérivation par phases viole
-
t
-
elle l’encapsulation?


indépendamment de la linguistique, l’encapsulation est un
concept disputé et non consensuel en théorie modulaire
(contrairement à la spécificité de domaine):

Phase Impenetrability


a priori oui, mais...


cela dépend de la définition de l’encapsulation

-

du côté connexionniste: p.ex. Elman (1994)

-

du côté de la psychologie développementale: Karmiloff
-
Smith
(1998)

-

état de l’art du débat: Gerrans (2002)

communication intermodulaire


instrument central de communication intermodulaire: ALIGN

Théorie de l’Optimalité


ALIGN est une contrainte qui demande à ce que la marge d’un
objet morpho
-
syntaxique (p.ex. le radical) coïncide avec la marge
d’un objet phonologique (p.ex. le mot prosodique).

-

allemand auf
-
?essen « manger tout ce qu’il y a »


exemple

-

le coup de glotte est épenthétique

-

pourquoi cette épenthèse? Il y a bien une consonne disponible
pour faire l’attaque: le f. Et ONSET demande une attaque.

-

pourquoi n’est
-
ce donc pas au.fes.sen ?

-

à cause de ALIGN (Stem, L, PrWd, L) qui demande à ce que le
radical soit aligné avec le Prosodic Word, ce qui n’est pas le cas
dans au.fessen.

-

donc: ONSET >> ALIGN (Stem, L, PrWd, L)

communication intermodulaire


problème: violation de la spécificité de domaine

Théorie de l’Optimalité


car ALIGN est une contrainte phonologique qui cohabite au sein
de la même hiérarchie de contraintes avec d’autres contraintes
purement phonologiques comme ONSET.


or « radical » est une notion inconnue en phonologie, il s’agit de
vocabulaire appartenant à un autre module, et elle n’est pas
traduite en langage phonologique. Le module phonologique ne
sait donc pas l’interpréter.


on est donc bien certain que ALIGN se trouve en phonologie.

Références

Chomsky, Noam 1959. Review of Skinner's Verbal Behavior. Language
35
, 26
-
58.

Chomsky, Noam 1965. Aspects of the Theory of Syntax. Cambridge, Mass.: MIT

Press.

Chomsky, Noam 2001. Derivation by Phase. Ken Hale: A Life in Language, edited

by Michael Kenstowicz, 1
-
52. Cambridge, Mass.: MIT Press.

Chomsky, Noam & Morris Halle 1968. The Sound Pattern of English. Cambridge,

Mass.: MIT Press.

Chomsky, Noam, Morris Halle & Fred Lukoff 1956. On Accent and Juncture in

English. For Roman Jakobson. Essays on the occasion of his sixtieth

birthday,
edited by Morris Halle, Horace Lunt, Hugh McLean & Cornelis

van
Schooneveld, 65
-
80. The Hague: Mouton.

Coleman, John 2002. Phonetic Representations in the Mental Lexicon. Phonetics,

Phonology and Cognition, edited by Bernard Laks & Jacques Durand,

96
-
130.
Oxford: Oxford University Press.

Dehaene, Stanislas 1997. The Number Sense. How the Mind Creates

Mathematics. Oxford: Oxford University Press.

Elman, J. 1994. Learning and development in neural networks: the importance of

starting small. Cognition
48
, 71
-
99.

Fodor, Jerry 1983. The modularity of the mind. Cambridge, Mass.: MIT
-
Bradford.

Gerrans, Philip 2002. Modularity reconsidered. Language and Communication
22
,

259
-
268.

Jackendoff, Ray 1992. Languages of the mind. Cambridge, Mass.: MIT Press.

Karmiloff
-
Smith, Annette 1998. Development itself is the key to understanding

developmental disorders. Trends in Cognitive Sciences
2
, 389
-
398.

Karmiloff
-
Smith, Annette, Edward Klima, Ursula Bellugi, Julia Grant & Simon

Baron
-
Cohen 1995. Is There a Social Module? Language, Face

Processing, and Theory of Mind in Individuals with Williams Syndrome.

Journal of Cognitive Neuroscience
7
, 196
-
208.

Laks, Bernard 1996. Langage et cognition, l'approche connexionniste.
Paris:

Hermès.

Langacker, R. 1987. Foundations of Cognitive Grammar. Stanford: Stanford

University Press.

Mascaró, Joan 1976. Catalan Phonology and the Phonological Cycle.
Ph.D.

dissertation. MIT.

Nespor, Marina & Irene Vogel 1986. Prosodic Phonology.
Dordrecht: Foris.

Rumelhart, D., J. McClelland & the PDP Research Group (eds) 1986. Parallel

Distributed Processing: Exploration in the Micro
-
Structure of Cognition. 2

vols. Cambridge, Mass.: MIT Press.

Références

Selkirk, Elisabeth 1984. Phonology and Syntax: The Relation between Sound

and Structure. Cambridge, Mass.: MIT Press.

Skinner, Frederic 1957. Verbal Behaviour. Acton, MA: Copley.

Smith, Neil 1998. Dissociations. Glot International
3.9
, 9.

Taylor, John 2002. Cognitive Grammar. Oxford: Oxford University Press.

Références