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Tobias Scheer EGG Constanta July 2010 Modularity and its generative offenders.

Copies: 1
Tobias Scheer Université de Nice, UMR 6039 Architecture cognitive de la grammaire Comment la phonologie gère les frontières de mot et les informations.

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2 Tobias Scheer EGG Constanta July 2010 Modularity and its generative offenders

3 Monisme vs. Dualisme Empirisme vs. Rationalisme [manifestations dans différents domaines]

4 connexionnisme: tradition empiriste connexionnisme vs. modularité - antiquité: Aristote, 18e: David Hume, John Locke, contre les philosophes « spéculatifs », 20e: Bertrand Russel. Typiquement anglo-saxon. modularité = dualistemind vs. brain connexionnisme = monisteil ny a rien en dehors du brain -développement cognitif: théorie de la feuille blanche (Locke). Rien ne peut être dans la tête qui nait 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 dhypothèse. La vérité émerge du réseau de données (R. Carnap, L. Wittgenstein)

5 modularité: tradition mentaliste - rationaliste connexionnisme vs. modularité - antiquité: Platon, puis Descartes, Kant, v. Humboldt, Popper. -développement cognitif: lhumain est autre chose quune machine perfectionnée. Son développement est influencé par toute sorte dinfluences parmi lesquelles lobservation, limitation 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 nimporte quelle attitude, y compris de raisonnements qui nont aucun fondement sensoriel, empirique ou expérimental.

6 en linguistique connexionnisme vs. modularité - empiriste: il ny a quune seule technique cognitive pour lapprentissage, qui sert à apprendre à jouer au violon et à conduire une voiture autant quà acquérir le langage. Behaviourisme (Skinner 1957) -mentaliste: la technique dapprentissage des activités naturelles (manger, marcher, parler) et artéfactuelles (conduire une voiture) est fondamentalement différente. Dans le premier cas, lhumain sappuie sur une programmation génétique (Grammaire Universelle). Générativisme (Chomsky 1959) acquisition

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

8 connexionnisme vs. modularité - trouver « comment ça fonctionne » stratégie mentaliste/ dualiste - la compréhension du fonctionnement nimplique pas nécessairement la connaissance de limplémentation matérielle de ce fonctionnement. - le travail du scientifique est terminé lorsque le fonctionnement a été compris. Commence alors le travail de lingénieur dont lobjectif est de comprendre son implémentation et dy procéder.

9 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 lun et lautre.

10 connexionnisme vs. modularité -en étudiant le mind et le brain le dualisme cherche donc à cerner lobjet détude 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 nest pas viable. la relation entre mind et brain existe, mais elle nest pas bijective. Ex.: lexistence de modules implique lexistence dunités fonctionnelles dans le brain (tous les neurones ne font pas tout), mais dont les parties ne sont pas nécessairement géographiquement contiguës.

11 connexionnisme vs. modularité - il nexiste quun seul niveau, celui de la matérialité. Le reste est une vue desprit de « philosophes spéculatifs » (Rumelhart et al. 1986). stratégie empiriste/ moniste - le connexionnisme est réductionniste: il nie lexistence 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 nexistent pas.

12 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 quun 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. Doù les guillemets à « cognitif » lorsquils parlent de lambition cognitive des chomskiens (Taylor 2002:6). Doù la tentative de confisquer le mot « cognitif »: « Grammaire cognitive » des Langackariens. - il faut donc faire la seconde – la vraie – révolution cognitive, qui consiste en lélimination du niveau non-neuronal – du mind.

13 connexionnisme vs. modularité - quelle est la matérialité des mathématiques? les sciences adultes sont toutes dualistes - Einstein na jamais fait dexpérience – 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 latome. -toutes les réalités physiques, chimiques et biologiques ont été comprises et dessinées longtemps avant que linstrumentation ne soit capable de révéler leurs contours: molécule, atome, double-hélice de lADN etc. -elles ont été pensées en mesurant leurs lointains reflets, non pas en les observant elles-mêmes.

14 Figures empiristes des 17e-19 e siècles

15 figures empiristes des 17 e -18 e siècles John Locke

16 figures empiristes des 17 e -18 e siècles David Hume écoles NaturalismNaturalism, Scepticism, Empiricism, Scottish EnlightenmentScepticism Empiricism Scottish Enlightenment

17 figures empiristes des 17 e -18 e siècles George Berkeley écoles IdealismIdealism, EmpiricismEmpiricism

18 figures empiristes des 17 e -18 e siècles David Hartley écoles EmpiricismEmpiricism, Materialism, DeterminismMaterialism Determinism

19 figures empiristes des 17 e -18 e siècles John Stuart Mill écoles EmpiricismEmpiricism, utilitarianism, liberalismutilitarianism liberalism

20 Racionalismus a Buh

21 od samého zacatku, racionalisté jsou napadani, ze skrývají Boha v dualismu. Racionalismus zrazuje osvícení tím, ze podporuje dualismus. Racionalismus je jen pokrytecký racionalismus. Pravdivý Racionalismus je Materialismus (tj. empirismus), který veri jen v to, co vidí. -Descartes: telo vs. duse. Racionalismus a Buh -Verící materalist é (Locke): tezký zivot. Duse je hmotná, ale jen Buh ji muze do tela nasadit. Skandál, protoze by to znamenalo, ze musí s telem umrít. -Newton: vliv bez kontaktu. Nemozný podle materialistu. -Stephen Hawking: z a kladatel teorie Big Bangu. V 50. letech jeho teorie byla napadána, ze za vádí Boha do ved y. Zatímco standardní teorie statického vesmíru je pravdivá racionalistická teorie, kde Buh místo nemá.

22 relation entre Mind et Brain [quest-ce que la réalité réelle ?]

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25 un objet les objets et leurs fonctions et sa représentation coupole de la Cathédrale de Florence Cathédrale de Cologne

26 un objet les objets et leurs fonctions et sa représentation

27 un objet les objets et leurs fonctions et sa représentation ?

28 un objet les objets et leurs fonctions et sa représentation ?

29 variabilité physique, constance fonctionnelle - le cœur - lécriture - tableau daffichage les objets et leurs fonctions que fait-on avec - des objets qui sont définis par leur fonction - et dont la réalité physique, si elle existe, est non pertinente?

30 relation entre Stimulus et perception le cerveau sinvite

31 stimulus et perception: le cerveau sinvite 1.la perception nest pas la seulement laddition des stimuli, le cerveau agit sur les stimuli et décide de leur sort: McGurk. 2.nous ne percevons pas le stimulus, mais le stimulus agrémenté de ce que le cerveau ajoute. a. [plei]: oreille gauche [lei], droite [pei], perception: [plei] (James 1975) b. illusions optiques: le cerveau nous fait percevoir ce à quoi il sattend. 3. le cerveau est incapable de traiter le continu: il a des catégories et force le stimulus à être catégorique lorsquil est graduel. Et tout ceci indépendamment de notre volonté.

32 perception catégorielle VOT Voice Onset Timing

33 perception catégorielle

34 unités CV avec VOT croissant: 0-40 ms VOT, 5 ms par 5 ms perception catégorielle

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42 La Phrénologie [Naissance de la modularité, F-J Gall, déb. 19e]

43 origines de la modularité: F-J Gall le cerveau est le seul organe de lesprit: les émotions ne sont pas localisées dans le coeur. Franz-Joseph Gall ( ) inventeur de la phrénologie -lesprit est fait dun 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

44 origines de la modularité: F-J Gall

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46 Webster's Academic Dictionary, 1895

47 origines de la modularité: F-J Gall abus de lidée de Gall à des fins racistes et coloniales au 19e siècle: la science prouve linfériorité 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 lesprit est organisé en une série de facultés mentales spécialisées. ==> naissance de la faculty psychology (Fodor 1983 et passim)

48 Théorie rationaliste du fonctionnement cognitif: La Modularité [Fodor 1983 – The Modularity of the Mind]

49 fonctionnement de larchitecture modulaire Faculty psychology married with computation theory (von Neumann - Turing) computation is based on distinct short-term (working) and long-term memory it is serial (i.e. step-by-step, rather than parallel) it is based on a - symbolic - pre-determined and - machine-specific language and it is organised in functional units that are devised to solve a specific problem – the modules.

50 fonctionnement de larchitecture 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 dun module? -existe-t-il des parties de lesprit qui ne sont pas modulaires?

51 fonctionnement de larchitecture 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 linteraction de plusieurs modules. -les facultés « verticales » sont plus modestes: les systèmes de perception comme la vision ou laudition, ou le traitement des nombres. Les modules sont ici.

52 fonctionnement de larchitecture 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

53 fonctionnement de larchitecture modulaire propriétés des modules le système central nest donc pas un module, mais sinforme 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 quun seul travail, répétitif, bête et méchant, mais exécuté rapidement et de façon très fiable.

54 fonctionnement de larchitecture modulaire propriétés des modules (suite) - est bête: il ne prend aucune décision, ni ne fait dhypothèses un module - na aucune volonté, son action nest guidée par aucune finalité - est un système computationnel simple: à partir dun input, il calcule un output de façon prédictible selon une formule fixe (input system, problem-solving system) - est obligatoire: lhumain ne peut décider de ne pas sen servir. P.ex.: transformation du stimulus visuel en image 3D, identification de bruit vs. langue, identification tactile dune surface en contact avec les doigts. - est soustrait à la volonté de lhomme: lhumain ne peut décider de son fonctionnement

55 fonctionnement de larchitecture 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 des éléments hétérogènes ne peut être faite dans un seul module.

56 fonctionnement de larchitecture 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 quavec 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 dinterpréter tout objet qui ny 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 na besoin ni ne peut prendre en compte aucune information absente de linput. - aucun résultat intermédiaire ne peut quitter un module (en direction dun autre module ou du système central)

57 Encapsulation: illustrations

58 encapsulation: "illusions" optiques

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66 How much of the mind is modular? Descartes, Fodor, Chomsky vs. Pinker, Jackendoff, Sperber, Neil Smith, Plotkin, evolutionary psychology

67 Fodor (1983) is pessimistic about our ability to understand how central systems work: he assumes that they are resistant to scientific theorising and ultimately to human understanding because they cannot be appraised through the modular prism: "the more global […] a cognitive process is, the less anybody understands it" (Fodor 1983:107). How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc.

68 A different line of thought expands the modular architecture to central systems as well. Pinker (1997) and Plotkin (1998) are the most prominent figures of this direction: according to them, all mental processes are computations. Smith (2002, 2003) also questions the strict separation between modules and non-modular central systems, and Smith & Tsimpli (1995:164ff, 1999) are optimistic regarding our chances to understand how central systems work: they craft the notion of quasi-modules, which they believe higher cognitive functions are produced by. How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. The volume edited by Hirschfeld & Gelman (eds.) (1994) also contains a number of papers that argue for the domain specificity of higher cognitive functions such as social categories, cultural representations and emotions.

69 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Fodor (1987:27) calls this the "modularity thesis gone mad": he has always held the view that not all cognitive functions are modular in nature. Fodor (1987) for example is a defence of this position. The article opens like this: "There are, it seems to me, two interesting ideas about modularity. The first is the idea that some of our cognitive faculties are modular. The second is the idea that some of our cognitive faculties are not." More recently, Fodor (2000) is a book entirely devoted to the question whether all or only part of the cognitive system is based on a modular architecture. The book is an exegesis and a refutation of Pinker's and Plotkin's "New Synthesis Psychology" (which Fodor calls rationalist psychology, see also Fodor 1998). Gerrans (2002) provides an informed overview of the debate regarding the articulation of modules with central systems.

70 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. deep philosophical roots of this debate two opposing camps one holding up Descartes' position that the mind, or at least some of it (the central system in Fodor's terms), is beyond what can be understood by human intelligence and will always remain an impenetrable mystery (the soul is of course lurking behind the mind of Descarte's mind-body dichotomy) the other camp makes no difference between lower and higher cognitive functions, which are both the result of modular activity.

71 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. We have seen that the former view is defended by Fodor (1998, 2000), but also by Chomsky in linguistics (e.g. Chomsky 1984:6f, 23f, Chomsky 1995b:2f, chapter 4 of Chomsky 1975 is called "Problems and mysteries in the study of human language"). Fodor's and Chomsky's position blocks any inquiry into how the mind really works (all of the mind for Descartes, just a subset of it, the central system, for Fodor/Chomsky) before it has even started: don't try to find out how it works, you will fail anyway. Mapping onto neurobiology: full vs. partial This has direct consequences for the dialogue with the implementational level (see §29): only a subset of the mind may be mapped onto neuro- biology – the central system is not based on any neuro-biological activity, or at least will humans never be able to understand what the relationship is.

72 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Is the mind (are modules) the result of Darwinian adaptation? The latter position, i.e. where all cognitive functions are in principle accessible to human intelligence and must ultimately be able to be mapped onto neurobiology, is what Fodor calls rationalist psychology. In other quarters, it is called evolutionary psychology in recognition of the fact that it is intimately interwoven with the Darwinian perspective. Pinker (1997) and Plotkin (1998) hold that the mind, like the brain and all other properties of living beings, is the result of an adaptive evolution which was marshalled by selectional pressure over millions of years. The general viewpoint of evolutionary psychology on the mind is exposed by Cosmides & Tooby (1992a, 1994), Barkow et al. (1992). Samuels et al. (1999) offer a valuable digest of the debate between peripheral (Fodor/Chomsky) and massive (evolutionary psychology) modularity on the backdrop of the opposition between what they call Chomskian and Darwinian modules. Even though based on a non-evolutionary perspective, Sperber (1994, 2001), Smith (2002, 2003) and Smith & Tsimpli (1995:164ff, 1999) go along with the Darwinian party.

73 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Obviously, if all is the result of environment-driven adaptation, no part of the mind can stand aside. Which means, viewed from the other camp, that Fodor and Chomsky must deny the idea that all of the mind is the result of Darwinian selection. This is precisely what they do in the biolinguistic programme: the controversy between Hauser et al. (2002) (also Fitch et al. 2005) and Pinker & Jackendoff (2005a,b) is about this issue. Hauser et al. (2002) argue that the FLN (Faculty of Language in the Narrow sense), i.e. what really makes language distinct and unique (with respect to other cognitive functions), boils down to recursion (of morpho- syntax) and the ability to talk to interpretational systems (phonology and semantics), that is to Merge and Phase. They also hold that the FLN is the only property of language that could not possibly be the result of an (adaptive) evolution based on an animal ancestor: the FLN is given (more on this debate in §48). This claim lies at the heart of the biolinguistic programme (where phonology and semantics for example are not specifically human, see §54) and is further developed with specific attention for phonology by Samuels (2009a,b).

74 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Biolinguistics Biolinguistics looks at language from the biological and evolutionary perspective and thereby continues the earlier strand of Chomsky's language organ (§§24,42,48). Based on Hauser, Chomsky & Fitch (2002), the idea is that the appearance of language in the evolution of the species sets a restrictive frame that imposes certain properties upon grammar. Contrary to earlier generative thinking where much of what was found to be universal was put into UG, i.e. held to be genetically endowed and specific to language, UG is by and large emptied.

75 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Hornstein: against language-internal modularity On this backdrop, Hornstein (2009:4ff) levels an objection against language-internal modularity that is based on evolutionary timelines. As was mentioned, Hornstein (2009:7, note 13) believes that GB-subtheories do qualify for modular status. The Language Faculty as such, however, he argues, must not be cut into further subsystems because modular complexity implies genetic endowment and a relatively slow adaptational evolution along the Darwinian lines of environment-driven selection. The appearance of language, however, was much too rapid in order to fit into an adaptive scenario.

76 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. "A common assumption is that language arose in humans in roughly the last 50, ,000 years. This is very rapid in evolutionary terms. It suggests the following picture: FL [Faculty of Language] is the product of (at most) one (or two) evolutionary innovations which, when combined with the cognitive resources available before the changes that led to language, delivers FL. This picture, in turn, prompts the following research program: to describe the pre-linguistic cognitive structures that yield UG's distinctive properties when combined with the one (or two) specifically linguistic features of FL. The next three chapters try to outline a version of this general conception. The approach, I believe, commits hostages to a specific conception of FL. It does not have a high degree of internal modularity. The reason for this is that modular theories of UG suppose that FL is intricately structured. It has many distinct components that interact in complex ways. On the assumption that complexity requires natural selection and that natural selection requires time to work its magic (and lots of it: say on the order of (at least) millions of years), the rapid rise of language in humans does not allow for this kind of complexity to develop. This suggests that the highly modular structure of GB style theories should be reconsidered." Hornstein (2009:4f, emphasis in original)

77 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Hence we are back to the debate exposed in §21 between the two camps within the modular approach: following Descartes, Chomsky and Fodor hold that some properties of the cognitive system (Fodor's central systems) lie beyond what can be understood by human intelligence and will always remain an impenetrable mystery; by contrast, evolutionary psychology (Pinker, Plotkin, also Sperber and Smith) believe that all of the mind is modular and accessible to human understanding. A correlate of these contrasting positions is the Darwinian issue: in Fodor's and Chomsky's perspective, central systems are not the result of adaptive evolution along the laws of natural selection, while Pinker & Co hold that all properties of the mind/brain are modular and hence the result of adaptive evolution.

78 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. Does complexity require natural selection? Hornstein's argument thus supports the Fodorian/Chomskian view, and it is interesting to observe that Hornstein (2009:5, note 9) calls on literature from evolutionary psychology (Pinker 1997, Cosmides & Tooby 1992a) in order to back his critical assumption that complexity requires natural selection. His alternative, i.e. the emergence of the Language Faculty as a (by )product of one or two evolutionary innovations based on pre-human cognitive capacities, is the basic idea of Hauser et al. (2002) and the biolinguistic programme. In this view, the FLN is not a product of selective adaptation, while the FLB (the Faculty of Language in the Broad sense) is shared with animals and results from natural selection.

79 How much of the mind is modular? Descartes/Chomsky/Fodor vs. Pinker, Jackendoff etc. PF and LF lie outside of grammar Finally, it should be added that the entire discussion is only about (morpho )syntax: in the biolinguistic perspective, phonology and semantics belong to the animal-based FLB and hence do not really belong to grammar, i.e. to what is language-specific in the human cognitive system. PF and LF are thus supposed to have been present before the one or two innovations that produced Merge and Phase, and therefore to be available to and mastered (or masterable) by (certain) present-day animals (more on this in §54). This also explains why Hornstein in his discussion of what exactly counts as a module does not even mention the classical inverted T: his biolinguistically shaped horizon ends before PF and LF are in sight. The conclusion that one draws is that the inverted T still exists and that the three endpoints are still Fodorian modules – only are PF and LF not located in grammar anymore.

80 Théorie empiriste du fonctionnement cognitif: Le connexionisme

81 modularité vs. connexionnisme

82 représentations symboliques vs. content-free computation: sérielle vs. PDP parallèle distribuée pas de distinction entre le stockage et la computation: seule la computation existe. en linguistique: the rule/list fallacy (Langacker 1987) computation globale vs. computation en unités fonctionnelles et spécialisées. ==> organ of the mind

83 modularité vs. connexionnisme distributed = all-purpose the units which carry out computation – neurons, or clusters thereof – are not specialised for a particular computational task, or for a particular input material. Rather, neurons are an all-purpose computational unit that is able to perform any computation on the grounds of any type of information submitted. computation is colourless a corollary of distributed computation is the claim that computation is opportunistic and does not need any specialisation of its support units, the neurons: computation is colourless.

84 modularité vs. connexionnisme Rumelhart (1989) explains why computation cannot be step-by-step when it is carried out by real brains: this would require too much time. correlate with Sahin, Pinker et al. (2009) Sahin, Ned T., Steven Pinker, Sidney S. Cash, Donald Schomer & Eric Halgren Sequential Processing of Lexical, Grammatical, and Phonological Information Within Broca's Area. Science 326:

85 modularité vs. connexionnisme "The operations in our models then can best be characterized as 'neurally inspired.' How does the replacement of the computer metaphor with the brain metaphor as model of mind affect our thinking? This change in orientation leads us to a number of considerations that further inform and constrain our model- building efforts. Perhaps the most crucial of these is time. Neurons are remarkably slow relative to components in modem computers. Neurons operate in the time scale of milliseconds, whereas computer components operate in the time scale of nanoseconds – a factor of 106 faster. This means that human processes that take on the order of a second or less can involve only a hundred or so time steps. Because most of the processes we have studied – perception, memory retrieval, speech processing, sentence comprehension, and the like – take about a second or so, it makes sense to impose what Feldman (1985) calls the '100-step program' constraint. That is, we seek explanations for these mental phenomena that do not require more than about a hundred elementary sequential operations. Given that the processes we seek to characterize are often quite complex and may involve consideration of large numbers of simultaneous constraints, our algorithms must involve considerable parallelism. Thus although a serial computer could be created out of the kinds of components represented by our units, such an implementation would surely violate the 100-step program constraint for any but the simplest processes." Rumelhart (1989:135, emphasis in original)

86 modularité vs. connexionnisme What it all comes down to: connectionist computation is content-free The properties of the connectionist architecture mentioned conspire to the assertion that the mind does not know what it is doing when computation takes place: computation is only general-purpose, that is non-specialised for any task or function; it works without reference to any symbolic code, which would make the operations specific to a particular domain or content since symbols are symbols of something, and may be opposed to symbols of a different kind. General-purpose parallel computation cannot rely on memory either because memory, again, would be the memory of something, that is specific to a particular content. Modularity takes the opposite position on every issue mentioned, and this follows from the conception that computation is computation of something: it is specific to a domain and to a function, that is content- sensitive and content-imparting (Cosmides & Tooby 1992a focus on these notions as a key difference between the modular and the connectionist approaches).

87 modularité vs. connexionnisme réconciliation: connexionisme avec des symboles Plaut (2003)

88 modularité vs. connexionnisme réconciliation: connexionisme avec des symboles Stevenson (1999)

89 Comment détecter un module: spécificité de domaine double dissociation

90 fonctionnement de larchitecture 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 des éléments hétérogènes ne peut être faite dans un seul module.

91 fonctionnement de larchitecture modulaire prédiction de la théorie modulaire - sil existe des unités fonctionnelles qui seules sont responsables dune tâche donnée, il doit être possible den enlever (switch off), avec comme résultat labsence de la fonction en question sans quaucune autre fonction ne soit altérée. de la théorie connexionniste -sil nexiste pas dunités 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.

92 Double dissociation [général]

93 fonctionnement de larchitecture modulaire double dissociation montrer que deux fonctions sont complètement indépendantes et peuvent exister lune en labsence de lautre nourrit donc lidée modulaire. technique pour montrer lindépendance fonctionnelle: la double dissociation. cas trivial: il existe des sujets sourds mais pas aveugles, dautres aveugles mais pas sourds. conclusion: la vision et laudition nutilisent 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)

94 fonctionnement de larchitecture modulaire double dissociation, illustration: prosopagnose lhomme qui prenait sa femme pour un chapeau. suite à une lésion cérébrale du système visuel, le sujet était incapable de reconnaître des visages, alors quil pouvait identifier tous les autres objets, et identifier les humains en fonction de leur voix, odeur ou propriétés tactiles (Smith 1998).

95 fonctionnement de larchitecture modulaire double dissociation, illustration: faculté de nombre (Dehaene 1997) lhumain ne traite pas tous les nombres de la même façon. Il existe deux modules: -paucal-approximatif: instantané et précis -paucal: nombres jusquà 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 laide des 4 opérations de base. les facultés paucale et approximative sont toujours associées: si un sujet présente un dysfonctionnement dans un domaine, lautre est également affecté la faculté paucale-approximative et le comptage verbal sont doublement dissociées: il existe des sujets présentant des dysfonctionnements dans lun des domaines, alors que lautre fonctionne normalement.

96 fonctionnement de larchitecture modulaire faculté de nombre: illustrations linguistiques -1 objet = singulier, accord sujet fém/masc/neutre sg français: Cest eux X que jai vus. Je vous ai vus tous les X vs. Jen 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

97 Double dissociation [langue]

98 cíl: ukázat, ž e jazyk funguje nezávisle na obecných kognitivních schopnostech (general intelligence) první disociace: af áz ie, SLI posti ž ené jazykové schopnosti p ř i normálním fungování ostatn í ch kognitivních funkcí. modularita vs. konekcionismus: dvojitá disociace

99 druhá disociace: u č enci (savant), Williams syndrome posti ž ené obecné kognitivní funkce p ř i normální ch nebo roz š í ř ených jazykových schopnostech. učenec Christopher (Smith & Tsimpli 1995) Christopher has severe cognitive deficits (he cannot look after himself, has trouble to find his way around, poor hand-to-eye coordination etc.), but an extraordinary talent for the acquisition and use of language. That is, Christopher is fluent in some 15 or 20 languages, in which he can construct morphologically and syntactically well-formed sentences after minimal exposure. His enhanced talent for language and languages falls into the same category as other cases of the so-called savant syndrome: brain-damaged savants that are otherwise mentally handicapped and typically autistic have been documented with unbelievable skills for calendrical calculation (ability to tell instantly on which day of the week any date in the past or present century falls) or various artistic talents (e.g. musicians who can play complex passages after a single hearing).

100 modularita vs. konekcionismus: dvojitá disociace ucenec Christopher (Smith & Tsimpli 1995) zapouzdření jeho jazykových schopností "In the present context informational encapsulation would mean that Christopher's linguistic ability was independent of his general cognition and could operate in the absence of 'central' control. His method of translating makes this extremely plausible. When asked to translate, he starts instantly and proceeds word by word rather like an automaton. If he is asked to slow down and mull over the meaning of the whole passage in an attempt to improve his performance, he shows visible signs of distress and professes himself incapable of doing any such thing. Moreover his equanimity at producing nonsensical translations indicates either that he is incapable of discerning such nonsense, or that his linguistic (morpho-syntactic) system operates in divorce from any semantic or pragmatic control." Smith & Tsimpli (1991:325)

101 modularita vs. konekcionismus: dvojitá disociace Williams Syndrome "is a rare genetic disorder resulting in certain characteristic facial features and physical problems as well as a unique and particularly striking cognitive profile. Subjects are retarded, with an average IQ of around 50. They are also particularly impaired with respect to arithmetical and visual-spatial abilities. However they exhibit an unusually high level of linguistic ability, with a particular penchant for sophisticated and unusual vocabulary items" (Segal 1996:154).

102 La langue en tant que structure modulaire

103 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)

104 grammaire perception du monde « réel » SYNTAXE sémantique morphologie phonologie la langue en tant que structure modulaire

105 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

106 communication intermodulaire puisque les modules ne parlent pas la même langue, ils ne peuvent communiquer quau moyen dune traduction. Representational Modularity de Jackendoff (1992 et passim): correspondence rules. Prosodic Phonology (Selkirk 1984, Nespor & Vogel 1986 etc.): mapping rules.

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108 communication intermodulaire architecture générale Prosodic Phonology Translators Office

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111 Ils [z] ont une grande maison mais: ont-ils [z] une grande maison ? i l s ɔ̂ 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, sil le veut, aller vivre chez « une » le traducteur décide: interface syntaxe phonologie # C V Direct Interface

112 communication intermodulaire notion fondatrice de la Prosodic Phonology: non-isomorphisme origine: SPE (Chomsky & Halle 1968:371s): lexemple 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 noffre pas la structure nécessaire pour prédire la structure phonologique: il faut la désenchâsser. -donc le Translators Office fait des choix autonomes: Black Box.

113 communication intermodulaire depuis Chomsky, Halle & Lukoff (1956), lépellation de la structure morpho-syntaxique par petits bouts et en cercles concentriques commençant par le plus enchâssé et allant vers le haut de larbre fait partie de la théorie générative. depuis Mascaró (1976), la notion de « on ne touche pas ce qui revient dun 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

114 communication intermodulaire base empirique: deux items plurimorphématiques dont la seule différence est lapplication « normale » dun processus phonologique pour lun, vs. lapplication « avortée » du même processus phonologique pour lautre. 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)

115 communication intermodulaire Phase Impenetrability parent -al -hood n phonologie frontière de phase phonologie

116 communication intermodulaire la dérivation par phases viole-t-elle lencapsulation? indépendamment de la linguistique, lencapsulation 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 lencapsulation - du côté connexionniste: p.ex. Elman (1994) - du côté de la psychologie développementale: Karmiloff-Smith (1998) - état de lart du débat: Gerrans (2002)

117 communication intermodulaire instrument central de communication intermodulaire: ALIGN Théorie de lOptimalité ALIGN est une contrainte qui demande à ce que la marge dun objet morpho-syntaxique (p.ex. le radical) coïncide avec la marge dun objet phonologique (p.ex. le mot prosodique). - allemand auf-?essen « manger tout ce quil y a » exemple - le coup de glotte est épenthétique - pourquoi cette épenthèse? Il y a bien une consonne disponible pour faire lattaque: le f. Et ONSET demande une attaque. - pourquoi nest-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 nest pas le cas dans au.fessen. - donc: ONSET >> ALIGN (Stem, L, PrWd, L)

118 communication intermodulaire problème: violation de la spécificité de domaine Théorie de lOptimalité car ALIGN est une contrainte phonologique qui cohabite au sein de la même hiérarchie de contraintes avec dautres contraintes purement phonologiques comme ONSET. or « radical » est une notion inconnue en phonologie, il sagit de vocabulaire appartenant à un autre module, et elle nest pas traduite en langage phonologique. Le module phonologique ne sait donc pas linterpréter. on est donc bien certain que ALIGN se trouve en phonologie.

119 Références Chomsky, Noam Review of Skinner's Verbal Behavior. Language 35, Chomsky, Noam Aspects of the Theory of Syntax. Cambridge, Mass.: MIT Press. Chomsky, Noam Derivation by Phase. Ken Hale: A Life in Language, edited by Michael Kenstowicz, Cambridge, Mass.: MIT Press. Chomsky, Noam & Morris Halle The Sound Pattern of English. Cambridge, Mass.: MIT Press. Chomsky, Noam, Morris Halle & Fred Lukoff 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, The Hague: Mouton. Coleman, John Phonetic Representations in the Mental Lexicon. Phonetics, Phonology and Cognition, edited by Bernard Laks & Jacques Durand, Oxford: Oxford University Press. Dehaene, Stanislas The Number Sense. How the Mind Creates Mathematics. Oxford: Oxford University Press. Elman, J Learning and development in neural networks: the importance of starting small. Cognition 48, Fodor, Jerry The modularity of the mind. Cambridge, Mass.: MIT-Bradford.

120 Gerrans, Philip Modularity reconsidered. Language and Communication 22, Jackendoff, Ray Languages of the mind. Cambridge, Mass.: MIT Press. Karmiloff-Smith, Annette Development itself is the key to understanding developmental disorders. Trends in Cognitive Sciences 2, Karmiloff-Smith, Annette, Edward Klima, Ursula Bellugi, Julia Grant & Simon Baron-Cohen Is There a Social Module? Language, Face Processing, and Theory of Mind in Individuals with Williams Syndrome. Journal of Cognitive Neuroscience 7, Laks, Bernard Langage et cognition, l'approche connexionniste. Paris: Hermès. Langacker, R Foundations of Cognitive Grammar. Stanford: Stanford University Press. Mascaró, Joan Catalan Phonology and the Phonological Cycle. Ph.D. dissertation. MIT. Nespor, Marina & Irene Vogel Prosodic Phonology. Dordrecht: Foris. Rumelhart, D., J. McClelland & the PDP Research Group (eds) Parallel Distributed Processing: Exploration in the Micro-Structure of Cognition. 2 vols. Cambridge, Mass.: MIT Press. Références

121 Selkirk, Elisabeth Phonology and Syntax: The Relation between Sound and Structure. Cambridge, Mass.: MIT Press. Skinner, Frederic Verbal Behaviour. Acton, MA: Copley. Smith, Neil Dissociations. Glot International 3.9, 9. Taylor, John Cognitive Grammar. Oxford: Oxford University Press. Références


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