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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1 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)

2 deux modèles du fonctionnement cognitif: connexionnisme vs. modularité modularité: origines (F-J Gall) et implémentation moderne (J. Fodor) plan de lexposé fonctionnement de larchitecture modulaire illustration non-linguistique: la faculté de nombre la modularité arbitre de théories linguistiques de linterface

3 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)

4 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.

5 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

6 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).

7 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 dy procéder.

8 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.

9 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.

10 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.

11 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.

12 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.

13 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 (1758-1828) 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

14 origines de la modularité: F-J Gall

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16 Webster's Academic Dictionary, 1895

17 origines de la modularité: F-J Gall abus de lidée de Gall à des fins racistes et coloniaux 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)

18 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?

19 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.

20 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

21 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.

22 fonctionnement de larchitecture modulaire propriétés des modules (suite) - est bête: il ne prend aucune décision, ni ne fait des hypothèses 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

23 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)

24 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 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.

25 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.

26 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)

27 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).

28 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.

29 fonctionnement de larchitecture modulaire faculté de nombre: illustrations linguistiques -1 objet = singulier, accord sujet fém/masc/neutre sg français: Jai vu eux 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

30 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)

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

32 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

33 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.

34 communication intermodulaire architecture générale Prosodic Phonology Translators Office

35 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

36 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.

37 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

38 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)

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

40 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)

41 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)

42 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.

43 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.

44 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

45 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