Sémantique formelle et représentation des connaissances - article ; n°87 ; vol.22, pg 103-122

Paul Sabatier, Franz Guenthner

Description

Langages - Année 1987 - Volume 22 - Numéro 87 - Pages 103-122
20 pages
Source : Persée ; Ministère de la jeunesse, de l’éducation nationale et de la recherche, Direction de l’enseignement supérieur, Sous-direction des bibliothèques et de la documentation.

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• Publié par: LANGAGES
• Publié le: 01 janvier 1987
• Nombre de lectures: 34
• Langue: Français
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Extrait

Franz Guenthner
Paul Sabatier
Sémantique formelle et représentation des connaissances
In: Langages, 22e année, n°87, 1987. pp. 103-122.
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Guenthner Franz, Sabatier Paul. Sémantique formelle et représentation des connaissances. In: Langages, 22e année, n°87,
1987. pp. 103-122.
doi : 10.3406/lgge.1987.1965
http://www.persee.fr/web/revues/home/prescript/article/lgge_0458-726X_1987_num_22_87_1965GUENTHNER, Université de Tubingen (KFA) Franz
Paul Sabatier, CNRS, LADL, Paris
SÉMANTIQUE FORMELLE
ET REPRÉSENTATION DES CONNAISSANCES
II y a un seul langage pertinent pour représenter l'info
rmation — qu'il soit déclaratif ou procédural — c'est la
logique des prédicats du premier ordre. Il y a une seule
façon intelligente de traiter l'information, c'est celle qui
consiste à appliquer des méthodes d'inférence deduct
ive. La communauté en Intelligence Artificielle aurait
dû réaliser cela plus tôt si elle n'était pas si insulaire.
La communauté travaillant sur les Bases de Données,
par exemple, a appris la leçon très tôt (Robert
Kowalski ' ).
1. Introduction
Cet article est pour l'essentiel un essai d'évaluation du propos de Kowalski dans le
domaine du traitement des langues naturelles. Si le problème de la « représentation
des connaissances » est diversement abordé en Intelligence Artificielle (I.A. par la
suite), il fait l'objet dans ce domaine de vastes programmes de recherche, que ce soit
pour les langues naturelles, les systèmes-experts, la robotique, la vision ou d'autres
applications. Nous abordons ici deux aspects du problème. Nous nous demandons
d'abord dans quelle mesure il est correct d'identifier les différentes théories à base
logique (ou « sémantiques formelles ») élaborées pour la description des langues avec
des systèmes de représentation de connaissances. Nous présentons ensuite les objectifs
qui nous semblent plausibles dans le cadre du traitement des langues, ainsi qu'un
ensemble de problèmes critiques auxquels est confronté tout système de compréhens
ion automatique du langage dépassant le stade question-réponse.
2. Représentation des connaissances en logique
L'expression « représentation des connaissances » est relativement nouvelle 2. En
dehors du domaine de П.А., elle est rarement utilisée. Barr et Feigenbaum (1982, p.
143) nous proposent la définition suivante :
1. Il s'agit là de la réponse lapidaire de Robert Kowalski à un questionnaire sur les formes
des représentations des connaissances parue dans un numéro spécial de la revue américaine
SIGART Newletter consacrée à la représentation des connaissances (Brachman et Smith, éd.,
1982).
2. Le terme ne figure pas, autant que nous puissons le dire, dans la vaste littérature mathé
matique ou de la logique philosophique ; du moins pas dans un sens technique.
103 LA., un système de représentation de connaissances est une combinaison de En
structures de données et de procédures d'interprétation qui, si elles sont correct
ement utilisées dans un programme, conduiront à un comportement cognitif. Les
travaux sur la représentation des connaissances ont conduit en LA. à la conception
de plusieurs « types de structures de données pour stocker l'information dans des
programmes d'ordinateur, ainsi qu'au développement de procédures permettant
une manipulation « intelligente » de ces structures de données pour réaliser des
inferences.
Cet essai de définition est significatif de l'imprécision du concept et de la « discipline »
qui s'y rattache.
Les représentations de type logique, et tout particulièrement celles de la logique
des prédicats du premier ordre 3, sont les premières candidates à un système de repré
sentation des connaissances, et cela pour plusieurs raisons :
i) elles ont une syntaxe rigoureusement définie
ii) elles ont une sémantique définie
iii) elles ont une théorie deductive rigoureusement définie
iv) elles ont des applications informatiques.
Nous allons décrire brièvement chacun de ces points avant d'aborder la nature des
représentations sémantiques dans le domaine du traitement des langues naturelles.
2.1. Syntaxe
Les langages des systèmes de représentation doivent être bien définis. Cela peut
sembler trivial ; cependant nombre de propositions en LA., comme celles concernant
les « frames » ou les « réseaux sémantiques », pèchent par l'absence de définitions
syntaxiques systématiques. Sans de telles définitions, il devient difficile d'évaluer les
intuitions sémantiques sous-jacentes aux notations, et de savoir quelles représentations
sont systématiques et lesquelles sont purement ad hoc. Même s'il existe différentes
notations syntaxiques pour la logique des prédicats, chacune d'elles est rigoureuse
ment définie, et il est facile de passer de l'une à l'autre. Tout élément notationnel
dépourvu d'une sémantique est exclu, tout élément est sémantiquement pertinent.
2.2. Sémantique
La syntaxe de la logique des prédicats est une indication relativement claire des
intuitions sémantiques sous-jacentes aux conditions de vérité (Théorie des modèles).
Le parti pris sémantique de toute représentation logique est celui d'une vue relation
nelle du monde. Les prédicats sont sémantiquement interprétés comme dénotant des
relations entre des individus 4. La quantification, la prédication et la référence consti
tuent les ingrédients essentiels de toute sémantique logique. Ils permettent de puissant
es variations : interprétations extensionnelles vs. interprétations intensionnelles,
3. Cf. Hodges (1983) pour une présentation générale.
4. À partir de ce seul jugement, il ne s'en suit pas automatiquement que des relations n-aires
doivent être analysées comme des ensembles de n-uplets d'individus. Dans la logique des prédi
cats standard, c'est par exemple le cas. Des relations (et des propriétés) peuvent être prises
cependant comme des éléments primitifs. Pour cette approche, cf. Barwise et Perry (1983).
104 types d'interprétations partielles (« logique libre », « sémantique situation- divers
nelle », etc.) ou des approches constructivistes (comme la logique intuitionniste 5).
Quoiqu'il en soit des aspects particuliers intégrés dans le cadre logique, la relation
entre les expressions du langage — en particulier les formules — et les modèles « pré
vus » est ce qui doit rester clair. Cela est d'autant plus vrai dans le contexte des théor
ies logiques élaborées pour doter les langues naturelles d'une sémantique.
2.3. Déduction
Les concepts de base de tout système de représentation concernent d'une part la
nature des représentations elles-mêmes (leurs syntaxes et leurs possibles denotations!,
et d'autre part les relations de conséquence entre ces représentations. La façon dont
ces deux aspects sont reliés dans la logique des prédicats est des plus intéressantes
pour la représentation de connaissances. Étant donné un ensemble R de représentat
ions (en d'autres termes, un ensemble de formules) et une représentation r (une for
mule), on peut exprimer le fait que r « suit » de R d'une façon sémantique et deduct
ive. Dans la notation usuelle R И r est lu « r est une conséquence sémantique de
R », avec la définition suivante : dans tout modèle où les représentations dans R sont
vraies, r est aussi vrai. C'est-à-dire que la vérité de R garantit la vérité de r. D'une
façon deductive, nous avons R h- г qui se lit « г peut être déduit (ou inféré) de R »
(pour un système de déduction donné). Dans la logique des prédicats, plusieurs types
de systèmes déductifs ont été proposés. Tous ont les deux propriétés suivantes :
(1) Si R h- г alors R Nr
C'est-à-dire que le système d 'inference est correct, il ne déduit que des consé
quences sémantiques qui suivent des prémisses.
(2) Si R H г alors R \- r c'est-à-dire que le système d'inférence est complet, il
déduit toutes les conséquences sémantiques qui suivent des prémisses.
D'un point de vue théorique, ces deux propriét