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Langage et cognition, l'approche connexionniste (coll. Langue, raisonnement, calcul)

De
196 pages
Le champ des sciences cognitives est aujourd'hui le lieu d'un débat qui oppose deux paradigmes largement contradictoires, le paradigme cognitiviste classique illustré par la grammaire générative notamment, et le nouveau paradigme connexionniste qui propose une alternative aux thèses symboliques et représentationnelles. Dans ce débat les arguments proprement linguistiques, ceux notamment qui tiennent à l'organisation des grammaires, au statut des représentations linguistiques et à leur organisation, sont centraux. Langage et cognition : l'approche connexionniste expose le nouveau point de vue connexionniste en matière de langage. Les questions liées à l'abstraction du niveau représentationnel, à la conception algorithmique ou non des processus linguistiques, au rôle de la syntaxe des expressions symboliques, à la centralité de la constituance et de la compositionnalité, à la construction du sens en contexte, au statut des processus et des règles linguistiques sont successivement abordées. Un modèle linguistique dynamique articulé en trois niveaux, symbolique, subsymbolique et physique, s'appuyant sur la technique des réseaux de neurones formels est présenté. Cette modélisation connexionniste permet d'approcher une conception physicaliste nouvelle du fonctionnement linguistique et mental en rencontrant de nombreuses propositions de l'épistémologie génétique et du constructivisme psychologique de Piaget. En opposition au cartésianisme chomskyen, se dégage ainsi un néo-structuralisme linguistique illustré par de nombreux travaux connexionnistes qui reprennent, intègrent et dépassent dans un cadre cognitif nouveau les acquis de la grammaire générative.
1. Les sciences cognitives aujourd'hui 2. Paradigme symbolique et paradigme subsymbolique 3. La question des niveaux d'analyse et l'architecture des modèles 4. La représentation des connaissances 5. Deux modèles de la compétence 6. Règles et processus 7. La grammaire cognitive Bibliographie
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Langage
et cognition
connexionniste Vapproche
Bernard Laks
HERME S Langage et cognition Langue, Raisonnement, Calcul
Collection dirigée par Mario Borillo et Frédéric Nef
La collection Langue, Raisonnement, Calcul rassemble des ouvrages consacrés à
l'étude des langages et des raisonnements, qu'ils soient naturels ou formels, ou de
programmation. Au carrefour des sciences cognitives, de la linguistique, de l'infor­
matique, de la théorie formelle activités symboliques (dialogue, argumentation,
apprentissage) cette collection a pour ambition de contribuer à faire émerger une
nouvelle problématique scientifique.
Jean-Mari e PIERREL, Dialogue oral homme-machine, 1987.
Jacque s JAYEZ, L'inférence en langue naturelle, 1988.
Gérar d SABAH, L'intelligence artificielle et le langage, vol. I : Représentation des
connaissances, 1988 ; vol. II : Processus de compréhension, 1989.
Frédéri c NEF, Logique et Langage, Essais de logique intensionnelle, 1988.
Stanisla w LESNIEWSKI, Sur les fondements de la mathématique, traduit par Georges
Kalinowski , 1989.
Jacque s MOESCHLER, Modélisation du dialogue. Représentation de l'inférence argu­
mentative, 1989.
Phili p MILLER et Thérèse TORRIS, éds., Formalismes syntaxiques pour le traitement
automatique du langage naturel, 1990.
M . LOTHAIRE, éd., Mots, Mélanges offerts à M.P. SCHUTZENBERGER, 1990.
Jacque s PITRAT, Métaconnaissance, futur de l'intelligence artificielle, 1990.
Pau l GOCHET, Pascal GRIBOMONT, Logique, méthodes pour l'informatique fonda­
mentale, vol. I, 1990 ; Logique, méthodes formelles pour l'étude des programmes,
vol. II, 1994.
Jean-Pierr e DESCLÉS, Langages applicatifs, langues naturelles et cognition, 1990.
Eri c GRÉGOIRE, Logiques non monotones et intelligence artificielle, 1990.
Jean-Françoi s NOGIER, Génération automatique de langage et graphes conceptuels,
1991 .
Archibal d MicuiELS, Traitement du langage naturel et Prolog, 1991.
Stéphan e BOUCHERON, Théorie de l'apprentissage — de l'approche formelle aux
enjeux cognitifs, 1992.
Eri c BILANGE, Dialogue personne-machine, modélisation et réalisation informatique,
1992.
Emmanue l SAINT-JAMES, La programmation applicative (de LISP à la machine en
passant par le lambda-calcul), 1993.
Jean-Pau l DELAHAYE, Information, complexité et hasard, 1994.
Philipp e BALBIANI, Vincent DUCAT, Luis FARINAS DEL CERRO, Anne LOPEZ, Eléments
de géométrie mécanique, 1994.
ème
Brun o BACHIMONT, Le contrôle dans les systèmes à base de connaissances, 2 édi­
tio n revue et augmentée, 1994. Langage
et cognition
l'approche connexionniste
Bernard Laks
HERME S Pour Claudie et Déborah
© Hermès, Paris, 1996
Editions Hermès
14, rue Lantiez
75017 Paris
ISBN 2-86601-547-9
ISSN 0988-0569
Catalogage Electre-Bibliographie
Bernard Laks
Langage et cognition, l'approche connexionniste. - Paris : Hermès, 1996. - (Langue,
Raisonnement, Calcul)
ISBN 2-86601-547-9
RAMEAU : cognition et langage
connexionnisme
modèles linguistiques
DEWEY : 410 : Linguistique. Généralités
Le Code de la propriété intellectuelle n'autorisant, aux termes de l'article L. 122-5, d'une
part, que les "copies ou reproductions strictement réservées à l'usage privé du copiste et non
destinées à une utilisation collective" et, d'autre part, que les analyses et les courtes citations
dans un but d'exemple et d'illustration, "toute représentation ou reproduction intégrale, ou
partielle, faite sans le consentement de l'auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause, est
illicite" (article L. 122-4).
Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc
une contrefaçon sanctionnée par les articles L. 335-2 et suivants du Code de la propriété
intellectuelle. Table des matières
Avant-propos 7
Chapitre 1. Les sciences cognitives aujourd'hui 11
1.1. Les sciences cognitives : approche disciplinaire
1.2. Lesss : objets et problèmes5
1.3. Les sciences cognitives et la question de l'intelligence7
1.4. Le statut des modèles cognitifs 19
1.5. Les paradigmes cognitifs 22
Notes3
Chapitre 2. Paradigme symbolique et paradigme subsymbolique 27
2.1 . Le cognitivisme classique8
2.2. Le paradigme subsymbolique 3
2.3. Deux théories de la computation5
Notes 37
Chapitre. La question des niveaux d'analyse et l'architecture des modèles ..43
3.1. Le cognitivisme et la question des niveaux 43
3.2. Approches connexionnistes de la question des niveaux 4
3.2.1. Le connexionnisme implémentationnel
3.2.2. Lee climinativiste6
3.2.3. Lee réductionniste 50
3.2.4. Le niveau physique2
3.2.5. Leu conceptuel4
3.2.6. Le niveau subsymbolique9
Notes 65
Chapitre 4. La représentation des connaissances 73
4.1 . Innéisme et empirisme 7
4.2. Le connexionnisme et la sémantique des représentations mentales 76
4.3. L'architecture des réseaux et la construction du sens 81
4.4. Le statut des représentations 84
Notes 90 6 Langage et cognition
Chapitr e 5. Deux modèles de la compétence 97
5.1 . La compétence comme savoir.8
5.1.1. Connaissance explicite et connaissance implicite 100
5.1.2. Savoir procédural et savoir déclaratif. 101
5.1.3. Explicite structural et explicite procédural2
5.2. Les schémas interprétatifs 104
5.2.1 . Les schémas et l'inférence5
5.2.2. Schémas et mémoire distribuée6
5.2.3. La compositionnalité et la robustesse des schémas 108
5.3. Les catégories grammaticales 110
Note s 11
Chapitr e 6. Règles et processus 123
6.1 . La notion de règle4
6.1.1. Règle et régularité6
6.1.2. La règle, du modèle de la réalité à la réalité du modèle 128
6.2. Règles et lois linguistiques 131
6.2.1. Les règles génératives
6.2.2. La réduction de la portée des règles dans les approches
"Principes et Paramètres"
6.2.3. Approches configurationnelles et approches dérivationnelles
en phonologie7
6.2.4. Règles et niveaux 142
Notes
Chapitre 7. La grammaire cognitive 153
7.1 . Règles productives et règles descriptives
7.2. La grammaire cognitive6
7.3. La grammaire, la constituance et la compositionnalité 161
Notes 170
BibliographieAvant-propos
Le champ des sciences cognitives est aujourd'hui le lieu d'une dispute et d'une
confrontation entre deux paradigmes largement contradictoires, le paradigme cogni-
tiviste classique illustré par la grammaire generative notamment, et le nouveau para­
digm e connexionniste qui propose une alternative aux thèses symboliques et repré-
sentationnelles.
Dans ce débat les arguments proprement linguistiques sont centraux et l'analyse
du fonctionnement linguistique est unanimement reconnue comme la pierre de touche
de sa résolution. Plus précisément encore, la question de la constituance et de la com-
positionnalité, le statut épistémologique du réductionnisme et du physicalisme sont,
dans la polémique entre cognitivisme et connexionnisme, sur le devant de la scène.
C'es t à la mise en perspective de ce débat, à la déconstruction critique de ces
arguments et à l'articulation d'une linguistique dynamique de type connexionniste
qu'es t consacré ce livre. Analysant tout d'abord l'histoire conceptuelle d'un
domain e qui, s'il est d'apparition récente, enracine ses propositions dans des tradi­
tions beaucoup plus anciennes, nous montrons que dès l'origine deux conceptions
antagoniques s'opposent en matière de cognition. La première trouve sa source
dans la logique formelle et la théorie des grammaires. Elle voit le fonctionnement
mental comme la manipulation syntactico-logique et algorithmiquement réglée de
représentations symboliques riches et élaborées. L'intelligence artificielle et la
grammair e generative en constituent deux versions qui, même séparées par
quelques différences apparentes, n'en partagent pas moins les mêmes conceptions
de fond. La postulation d'un réalisme psychologique des modèles de la grammaire
opéré e par la linguistique chomskyenne n'est ainsi qu'une version moderne, et
techniquement très élaborée, du cartésianisme qui fonde aussi la simulation méca­
nique du raisonnement que propose l'intelligence artificielle. A l'opposé, perdure
une conception plus empiriste de la cognition que l'avatar behavioriste n'est pas
parvenu à masquer totalement.
Les avancées récentes de la physique statistique et des mathématiques qualitatives
ont contribué à ressourcer ce courant. Le connexionnisme recompose et donne une
assise technique claire à de nombreuses propositions de l'épistémologie génétique et
du constructivisme psychologique piagetien. De ce point de vue, c'est la réapparition,
à travers le connexionnisme et les réseaux de neurones formels, d'une nouvelle pen­
sée cybernétique alternative au représentationnalisme qui structure aujourd'hui le
débat en sciences cognitives. 8 Langage et cognition
Présentant les cadres conceptuels du cognitivisme classique et du connexion­
nisme, nous retrouvons au cœur d e la discussion les principales interrogations qui ont
anim é les débats proprement linguistiques de ces dernières années (abstraction du
niveau représentationnel, conception algorithmique des processus linguistiques, rôle
de la syntaxe des expressions symboliques, centralité de la constituance et de la com­
positionnalité, déterminisme, spécificité et autonomie des processus linguistiques). A
chacune de ces interrogations correspond une thèse cognitiviste qui trouve sa cohé­
rence dans l'existence affirmée d'un langage de la pensée. A contrario, le paradigme
connexionniste, malgré sa puissance technique et son élaboration formelle, et à cause
sans doute de sa nouveauté et de sa jeunesse , ne présente pas encore sur ces questions
linguistico-cognitives un corps conceptuel tout à fait clair et parfaitement assuré.
Nou s entreprenons alors une analyse précise des hypothèses sous-jacentes au
connexionnism e et nous proposons un modèle cognitif articulé des relations entre les
divers niveaux d'analyse. Le niveau symbolique et conceptuel y est considéré comme
le niveau de la description systématique et de l'interprétation raisonnée des proces­
sus. Le niveau physique y est considéré comme le seul niveau réellement et propre­
ment causal. Mais entre la dynamique complexe du substrat et la description concep­
tuelle des effets qui en émergent, l'asymétrie est trop grande pour que l'on puisse
appréhender directement la relation qui les lie. C'est alors le rôle du niveau subsym­
bolique connexionniste que de fournir des instruments formels permettant d'interpré­
ter les descriptions conceptuelles de haut niveau dans les termes d'une dynamique
physique de bas niveau, et inversement.
L a modélisation connexionniste est donc nécessaire parce qu'elle permet d'ap­
procher une conception physicaliste du fonctionnement mental. Refusant d'accorder,
comm e c'est le cas dans la conception cognitiviste classique, un statut proprement
causal aux représentations conceptuelles et descriptives, le niveau subsymbolique, en
médiatisant la relation entre niveau représentationnel et niveau neurophysiologique,
permet d'approximer une explication réellement causale. Intégré à une problématique
proprement physicaliste, il est donc réductionniste.
Compt e tenu de l'asymétrie entre ces trois niveaux, et du peu de connaissance que
nous possédons encore des propriétés dynamiques et fonctionnelles du substrat, la
relation entre ces trois niveaux ne peut être pensée dans les termes d'une traduction
réaliste, mais doit l'être dans ceux d'une interprétation approchée. Ces trois niveaux
sont, d'autre part, reliés par de nombreuses rétroactions qui conduisent à interdire une
interprétation unilinéaire et strictement ascendante de leur hiérarchie. Ceci conduit à
mettre en avant la nécessité d'heuristiques aussi bien ascendantes (du niveau causal
vers le niveau descriptif) que descendantes. La conception de la linguistique qui se
dégage de cette architecture est celle d'une science de la description systématique et
d e l'élaboration conceptuelle très proche de la position structuraliste.
La rupture avec l'esprit génératif, sinon avec sa lettre, n'est pourtant pas totale.
Intégrée à un modèle cognitif réductionniste, cette linguistique peut et doit reprendre
c e qui constituait l'un des fondements du programme génératif, à savoir l'analyse des
processus linguistiques en tant que processus mentaux. Ce qui se dégage est donc un
néo-structuralisme linguistique, déjà illustré par de nombreux travaux connexion-
nistes, qui reprend, intègre et dépasse les acquis de la grammaire generative. Avant-propos 9
Comm e le montrent de nombreux travaux linguistiques récents qui s'inscrivent de
fait dans cette logique connexionniste (phonologie harmonique, systèmes à résolution
de contraintes, extraction de catégories lexicales et morphologiques), c'est le lien
entre la linguistique et l'approche subsymbolique qui permet de ressituer la concep­
tion structuraliste dans une perspective réellement cognitive.
Une telle conception physicaliste du fonctionnement mental ne pouvait manquer
de ressourcer les approches de l'apprentissage linguistique, et non linguistique. De
fait, ce cadre incorpore une conception réductionniste et empiriste de l'apprentissage
très proche de celle de Piaget. La question de l'apprentissage est logiquement liée à
celle du nativisme et l'on peut mettre à jou r dans les théories modernes de l'évolution
et de la maturation des arguments permettant d'asseoir ce réductionnisme sur des
bases génétiques nouvelles.
Soulignons que cette approche, si elle conteste le préformisme du cognitivisme et
la plausibilité de son ancrage génétique, ne nie pourtant pas la nécessité de conditions
particulières, innées, du développement cognitif. Elle refuse simplement de voir les
descriptions conceptuelles comme étant à la fois la description et la cause du déve­
loppement. Contrairement à ce qui a parfois été défendu, le connexionnisme ne pro­
pose pas une approche tabula rasa. Recherchant dans la spécificité et la particularité
des architectures dynamiques du niveau physique le principe explicatif des fonctions
cognitives et la condition de leur émergence, il fait simplement descendre la thèse
nativiste d'un degré. En d'autres termes, il tente de rapporter les fonctions symbo­
liques supérieures à des préconditions, non symboliques et non spécifiques, sur les
architectures neuronales.
Ayant ainsi dégagé le cadre adéquat d'un traitement du connexionnisme, il nous
reste à le confronter à un certain nombre de questions centrales pour les sciences de
la cognition et à comparer son approche et ses résultats à ceux du cognitivisme clas­
sique. Nous abordons alors successivement les questions du statut des représentations
mentales, de la construction du sens en contexte, des processus et des règles. Sur cha­
cune de ces questions deux traditions s'opposent. Une tradition réaliste qui postule
une équivalence entre le modèle de la réalité et la réalité du modèle, et une tradition
descriptiviste qui se refuse à confondre la carte et le territoire qu'elle désigne.
Ayant dégagé l'épure d'une conception cognitive du connexionnisme réduction­
niste, on peut alors revenir plus précisément à la langue et à la grammaire. La ques­
tion de l'ancrage sensori-moteur des représentations mentales revêt dans ce cadre une
importance particulière. Les propositions de la grammaire cognitive, que Langacker
voyait déjà comme totalement compatibles avec les modélisations connexionnistes,
définissent en fait parfaitement le modèle linguistique dont le connexionnisme cogni­
tif à besoin. Reprenant et instrumentalisant l'hypothèse cognitive d'une spatialisation
de la forme, les propositions défendues dans ce livre s'intègrent parfaitement à ce
courant.
Plus que comme un ensemble de thèses ou d'affirmations définitives ce livre
devrait être lue la mise en place d'un programme de recherche, comme la
construction d'une problématique. La conception du langage qui l'oriente est certes
assez différente des conceptions reçues, mais il nous semble qu'elle n'en est pas 10 Langage et cognition
moins productive. Bien au-delà des divergences et des polémiques ponctuelles, ce
programm e nous semble en tout cas correspondre à celui de la linguistique moderne :
éclairer le fonctionnement mental en éclairant le fonctionnement du langage.
U n livre comme celui-ci ne sort pas tout armé du cerveau de son auteur. Il est
aussi, il est surtout, le résultat d'échanges et de discussions avec des collègues, des
amis, des étudiants. Je voudrais les remercier tous ici. J'ai une dette particulière
envers Pierre Encrevé et Jean-Claude Chevalier, leur soutien et l'intérêt qu'ils ont pris
à ce travail m'ont été précieux. Je remercie également Gilles Fauconnier qui m'a
accueilli lors de mon trop bref séjour à San Diego et qui fut l'un des premiers à m'in-
troduire au connexionnisme. Dans ces années de recherche, Bernard Conein condui­
sait son propre travail en sociologie cognitive. Les discussions que nous avons eues,
à Paris, à San Diego et ailleurs ont constitué pour moi un apport très précieux. J'ai
une dette spéciale envers Marc Klein, non seulement pour son aide matérielle, mais
aussi pour ses commentaires et ses critiques. Nos longs échanges ont laissé des traces
dans le travail que je présente ici. Le soutien, l'aide matérielle et intellectuelle de
Gabriel Bergounioux m'ont été précieux. Je remercie Daniel Andler et Elie
Bienenstock avec qui j'a i longuement discuté du connexionnisme. Mon travail a éga­
lement beaucoup profité de mes échanges avec John Goldsmith, Jacques Durand, et
Ernesto d'Andrade, à Paris, Chicago, Manchester et Lisbonne. Je remercie enfin les
membre s de l'équipe « Langage et connexionnisme » du CNRS et plus particulière­
men t mes collègues Jean-Luc Azra, Pierre Cadiot, Christian Jacquemin, Alain
Grumbach , Jacques Guignot, Alain Kihm, Jean Petitot, Bernard Victorri et Yves-
Marie Visetti qui ont accepté de discuter différents aspects de ce travail. Chapitre 1
Les sciences cognitives aujourd'hui
Depuis une dizaine d'années en France, une quinzaine aux Etats-Unis, les
diverses disciplines qui traitent des fonctions mentales se voient regroupées sous un
label commun, celui de sciences cognitives. Si l'usage de cette appellation, au singu­
lier en anglais, au pluriel en français, s'est progressivement imposé, son contenu pré­
cis reste singulièrement variable d'un auteur à l'autre. S'agit-il d'une discipline nou­
velle, d'un regroupement interdisciplinaire défini par une problématique commune,
de la mise en commun de méthodologies et de concepts différents provenant de
champ s disciplinaires distincts, ou encore d'une nouvelle approche d'objets pré­
constitués ? Ces questions sont moins rhétoriques qu'il n'y paraît au premier abord.
Sous la définition de ce que l'on entend par sciences cognitives transparaît le plus
souvent une théorie implicite de la cognition, voire un modèle précis du fonctionne­
ment mental, de son ontogenèse, de sa phylogenèse et de son épigenèse. Pour mettre
en place les différents courants qui structurent aujourd'hui le champs des sciences
cognitives, et pour présenter le cadre théorique qui organise notre propre travail, il est
donc utile de s'arrêter tout d'abord sur l'étiquette elle-même.
Trois grandes approches définitionnelles peuvent être distinguées : une définition
institutionnelle et disciplinaire, une définition par les objets et les problèmes traités,
une définition par les paradigmes mis en œuvre. Nous évoquons les deux premières
avant de présenter les deux grands paradigmes qui structurent la problématique
cognitive et de situer notre propre position.
1.1. Les sciences cognitives : approch e disciplinaire
L'une des toutes premières, sinon la première, attestations du terme "sciences
1cognitives" se trouve chez Norman et Rumelhart (1975, 409) qui écrivent :
« The concerted efforts of a number of people from the related disciplines of lin­
guistics, artificial intelligence, and psychology may be creating a new field : cognitive
science. This field would include those people interested in the understanding of cogni­
tive phenomena, regardless of their orientation and background, as long as they share a
commo n concern for scientific analysis of underlying structures and processes. » 12 Langage et cognition
Ainsi, à l'origine, les sciences cognitives se constituent comme un regroupement
interdisciplinaire de chercheurs d'orientations différentes dont l'objet d'étude est
constitué, par un biais ou par un autre, par les fonctions cognitives. Au tournant des
années 1975, il apparaît en effet que l'étude de ces fonctions - vision, mouvement,
action, mémoire, apprentissage, raisonnement, langage - doit nécessairement mettre
en commun des compétences disciplinaires variées. Si cette mise en commun sup­
pose, comme nous le verrons, la définition d'un corps conceptuel et de méthodolo­
gies spécifiques, ce qui permettra l'essor des sciences cognitives à partir des années
1980-1985 c'est d'abord un intense travail institutionnel. Aux Etats-Unis, il prendra
essentiellement la forme de la création de groupes de recherches interdisciplinaires,
puis, sur la base de premiers travaux, de centres de recherches, enfin de départements
2universitaires . Ce mouvement est puissamment accompagné par les organismes,
publics et privés, de financement de la recherche qui lancent dans cette période de
grands programmes sur fond de rivalité technologique avec le Japon autour de ce
èm equ'il est convenu d'appeler « l'ordinateur de 5 génération » et les « technologies
d e l'intelligence »'. Parallèlement se mettent en place de nombreuses structures de
discussion et d'échange (sociétés savantes, écoles d'été, colloques annuels, collec­
tions éditoriales) qui contribuent à faire exister ce champ.
En France, le mouvement décalé dans le temps est parallèle, à ceci près qu'il se
marque peu ou pas par la création d'équipes ou de groupes de recherches spécifiques
et que l'action des organismes organisateurs de la recherche y est à la fois plus cen­
trale et plus volontariste (création d'un programme interdisciplinaire de recherche et
d'un réseau national « Cognisciences » au CNRS, création d'une action spécifique «
Sciences de la Cognition » au MRT, colloque national organisé par le MRT, colloques
et écoles d'été de l'Association pour la Recherche Cognitive-ARC). En tant que
cham p scientifique autonome, les sciences cognitives sont donc d'apparition récente.
Elles se constituent progressivement au cours de la dernière décennie.
C e qui motive d'abord l'apparition d'un nouveau terme pour désigner un
ensemble de travaux tous déjà bien ancrés dans des traditions disciplinaires précises,
c'est la nécessité reconnue d'une intégration de dimensions très différentes, et donc
d'un e interdisciplinarité poussée, pour aborder les phénomènes cognitifs. A ceci, cha­
cun semble souscrire. Les divergences, particulièrement significatives on le verra ci-
dessous, apparaissent dès qu'il s'agit de dresser la liste des disciplines partie pre­
nante, et surtout de distinguer les approches disciplinaires centrales des approches
plus périphériques. Les organismes bailleurs de fonds ont, comme il se doit, une
approche œcuménique et non hiérarchique. Jean-Pierre Changeux, dans le premier
appel d'offres qu'il rédige en 1989 pour l'action « Sciences de la Cognition » du
MRT, écrit ainsi que les sciences cognitives regroupent la psychologie cognitive, la
psychologie sociale, la linguistique generative (sic), l'anthropologie, la philosophie,
les neurosciences et les sciences formelles et technologiques (logique, informatique
théorique, intelligence artificielle, physique, sciences pour l'ingénieur). Cette liste,
quasi exhaustive, des approches possibles des phénomènes cognitifs est loin d'être
reconnue par tous. Ainsi, Edelman (1992, 27) distingue-t-il les disciplines centrales
qui contribuent à « l'effort pluridisciplinaire » des sciences cognitives (psychologie,
informatique et intelligence artificielle) de celles qui y contribuent seulement par
leurs données (neurobiologie, linguistique, philosophie). Son approche suggère une Les sciences cognitives aujourd'hui 13
définition précise du domaine qui serait centré sur la formalisation, la modélisation et
la simulation de données et de problèmes constitués dans des champs connexes. Son
approche suppose également que le paradigme organisateur des sciences cognitives
lui est en quelque sorte propre et, en particulier, qu'il ne consiste pas dans la reprise
du paradigme représentationnaliste du cognitivisme fodorien ou de la linguistique
4chomskyenne qui est pourtant dominant à cette époque (cf. infra). Cette dernière
position est partagée par Simon et Kaplan (1989) pour lesquels les sciences cogni­
tives se constituent à partir de la psychologie expérimentale et cognitive, de l'intelli­
gence artificielle, de la linguistique, de la philosophie et des neurosciences, l'anthro­
pologie, l'économie et la psychologie sociale constituant des apports spécifiques.
Mais, comme ils le soulignent, le paradigme des sciences cognitives est autonome et
la linguistique dont il s'agit ici est la linguistique computationnelle. L'intégration de
lae chomskyenne est quant à elle beaucoup plus problématique, et le lien
5
avec la grammaire generative est explicitement récusé. A l'opposé, Bechtel et
Abrahamsen (1993), qui défendent pourtant le paradigme connexionniste dont la
divergence avec le cognitivisme représentationnaliste classique est patente (cf. infra),
soulignent (p. 272) que les sciences cognitives sont issues de l'importante activité
interdisciplinaire suscitée par l'approche symbolique et que le champ s'est structuré
autour du cognitivisme, et donc pour une part autour de la grammaire generative dont
elle constitue l'exemple paradigmatique.
On voit ainsi que si le lien entre les sciences cognitives et la linguistique conçue
comm e une discipline périphérique, pourvoyeuse au moins de descriptions et de pro­
blèmes, ne fait pas question, l'intégration du paradigme cognitiviste classique que la
linguistique chomskyenne a si puissamment contribué à définir, constitue un enjeu
définitionnel important pour le domaine. Nous y reviendrons.
L e débat ne se limite pas à la place et au rôle de la linguistique et de ses modèles ;
l'intégration de la neurobiologie et des neurosciences représente un autre enjeu
important. Ainsi Imbert (1992, 47-52) souligne-t-il que les neurosciences constituent
un domaine scientifique autonome pris dans une relation de va-et-vient avec les
sciences cognitives stricto sensu. Les premières, par l'étude du substrat cognitif,
fixent essentiellement les contraintes que les secondes doivent satisfaire dans leurs
modélisations. Un certain nombre de domaines des neurosciences, comme ceux qui
concernent le codage par les neurones de la rétine sont plus directement cognitifs,
mais il reste que tout en faisant partie du champ, les neurosciences, dans cette
approche, n'en constituent ni le paradigme organisateur ni le paradigme explicatif.
Exprimée par un neuroscientifique, cette position n'en prend que plus de relief. Telle
n'est pourtant pas la position défendue par Sejnowski et P.S. Churchland (1989) ou
P.M. Churchland (1992). Pour ces derniers, l'analyse neurobiologique du fonctionne­
ment cérébral ne permet pas seulement de dégager un ensemble de contraintes empi­
riques auxquels tout modèle cognitif devrait satisfaire, elle ouvre également la possi­
bilité de commencer à réduire la dichotomie entre l'esprit (mind) et le cerveau
(brain). En ce sens, les neurosciences ne constituent pas seulement un domaine
connexe à celui des sciences cognitives, elles y sont centrales car elles permettent de
fonder et d'articuler un paradigme cognitif stricto sensu : le paradigme réductionniste
(cf. infra). Rien n'illustre mieux l'importance théorique centrale des neurosciences
pour les sciences cognitives, selon P.M. Churchland et P.S. Churchland, que le nom 14 Langage et cognition
que ces deux philosophes donnent à leur approche épistémologique, la neurophiloso­
6
phie .
L e débat sur la pertinence de la prise en compte du substrat pour l'analyse des
fonctions qu'il supporte ne fait, on le voit, que réactiver la question philosophique
classique de la relation entre le corps et l'esprit, question qui remonte au moins à la
1philosophie grecque . Si, comme le rappelle encore P.S. Churchland (1990), les
acquis les plus récents de l'analyse fonctionnelle de l'encéphale, de la neuropsycho­
logie et de l'analyse des propriétés calculatoires des assemblées de neurones ont
contribué à ressourcer la thèse physicaliste (cf. infra), le développement de la logique
mathématique, des théories computationnelles, des grammaires formelles et plus
généralement de l'intelligence artificielle conçue comme software indépendant du
hardware, a contribué pour sa part à rénover et à re-dynamiser le dualisme cartésien.
Que les propriétés de l'intelligence doivent être rapportées à des structures quasi lin­
guistiques, celles du « langage de la pensée » de Fodor (1975), ou que les théories
computationnelles relèvent d'un domaine autonome sans lien direct avec les struc­
tures syntaxiques des langues naturelles comme le pense Newell (1980), constitue de
c e point de vue un débat secondaire en regard de la réaffirmation de l'indépendance
méthodologique de l'analyse du substrat ou de sa contestation. Comme le note Jacob
8
(1992) , la première option donne logiquement à l'intelligence artificielle un rôle
fédérateur des sciences cognitives, la seconde l'attribue aux neurosciences.
Au total, un simple parcours des définition proposées pour le terme sciences
cognitives laisse déjà apercevoir, sous la querelle du leadership et sous celle des
inclusions et des exclusions, les principaux enjeux théoriques qui structurent le
champ . Que les sciences cognitives constituent un domaine interdisciplinaire où
toutes les approches qui, de près ou de loin, ont à voir avec la description, l'analyse,
la modélisation ou la simulation des phénomènes cognitifs ont leur place, nul ne le
contestera sans doute, mais que derrière l'appréciation du rôle ou du poids de la lin­
guistique chomskyenne d'une part, des neurosciences d'autre part se profile en fait le
débat sur les théories et les modèles cognitifs, conduit à relativiser l'unanimisme de
9
façade qui semble régner dans le champ .
Une façon un peu différente, et sans doute moins partisane d'aborder le cham p des
sciences cognitives consiste, comme le font Bechtel et Abrahamsen (1993, 272-275),
à partir d'une typologie des spécialisations scientifiques. En distinguant quatre
niveaux de spécialisation scientifique (niveau des sciences physiques, niveau des
sciences biologiques, niveau des sciences du comportement et niveau des produits
10
culturels) , on peut montrer comment chaque niveau spécialise et autonomise une des
approches du niveau inférieur tout en lui fournissant un cadre descriptif et explicatif
plus adéquat. Tout objet d'étude peut donc être affecté à un niveau particulier tout en
relevant également de niveaux inférieurs et supérieurs. L'exemple paradigmatique est
constitué par la face sonore du langage dont l'étude, tout en relevant prioritairement
du niveau phonologique (le niveau des produits culturels de Bechtel et Abrahamsen)
me t également en je u des dimensions physiques, physiologiques, anatomiques, neu­
rologiques et neurobiologiques, sans oublier ses dimensions psycholinguistiques,
celles de l'apprentissage ou celles de la phylogenèse". L'avantage d'une approche de
c e type consiste à séparer clairement la question des apports disciplinaires de la ques-Les sciences cognitives aujourd'hui 15
tion des modèles conceptuels et des paradigmes. Elle permet d'aborder la définition
des sciences cognitives en terme d'objets et de problèmes avant d'aborder, mais cette
fois de façon ouverte et directe, la question de l'existence de modèles transversaux
susceptibles de constituer le paradigme propre du domaine. C'est cette double
démarche que nous suivons à présent en nous intéressant d'abord aux objets et aux
contenus des sciences cognitives avant d'aborder le problème des paradigmes.
1.2. Les sciences cognitives : objets et problèmes
Toulouse (1992, 138) propose pour les sciences cognitives une définition par les
contenus suivants :
« Les sciences de la cognition visent l'étude de l'intelligence, naturelle et artifi­
cielle, à savoir : a) la compréhension du fonctionnement des cerveaux, animal et
humain, b) la conception de nouveaux dispositifs computationnels, capables d'aider
ou d'émuler les capacités mentales des êtres vivants. »
Cette définition par le contenu, qui place la question de l'intelligence, à la fois
comm e objet et comme problème, au centre des sciences cognitives est partagée par
de nombreux auteurs (Simon et Kaplan 1989, Andler 1992, Newell 1980, Norman et
Rumelhart 1975). Elle est pourtant fort loin, elle aussi, de permettre une définition
unanime des sciences cognitives. Elle pose en effet plus de problèmes qu'elle n'en
résout : l'intelligence naturelle et artificielle sont-elles de même nature et l'une peut-
elle permettre de modéliser l'autre ? L'analyse fonctionnelle de l'organe physique a-
t-elle une relation explicative quelconque avec l'analyse des propriétés de l'intelli­
gence ? Cerveau x animal et humain sont-ils comparables, tant du point de vue de leur
fonctionnement que de leurs fonctionnalités et peuvent-ils être appréhendés dans un
cadre évolutionniste ? La dichotomie esprit/cerveau, et les notions d'intentionnalité,
de connaissance et de sémantique qui lui sont associées, font-elles partie intégrante
de la définition de l'intelligence, singularisant ainsi les fonctions cognitives supé­
rieures que sont le langage et le raisonnement et autonomisant par là mêm e l'étude de
l'intelligence humaine ? Comm e on peut le voir, sous des dehors très généraux et très
simples, la définition proposée par Toulouse prend, de fait, parti sur chacune de ces
questions. Comme les précédentes, loin de constituer une définition objective des
sciences cognitives, elle tend déjà à en dégager un programme.
Il en est de même d'une définition par les objets visés : les analyses du mouve­
ment, de l'action, de la vision, de la mémoire, du raisonnement, du langage, de la
communication et des systèmes d'organisation interindividuels ne constituent un
domaine unifié que pour autant qu'il existe une problématique cognitive unitaire. Une
des grandes difficultés d'une approche des sciences cognitives comme champ consti­
tué réside en effet dans la multiplicité des objets traités et surtout dans la coexistence
de travaux se situant à des niveaux d'analyse très différents. On peut utilement,
comm e le suggèrent Smolensky, Legendre et Miyata (1992), distinguer les recherches
centrées sur les modèles et les recherches centrées sur les principes.
Les recherches centrées sur les modèles proposent des analyses très spécifiques de
problèmes très délimités, le plus souvent sous la forme de modèles computationnels. 16 Langage et cognition
Mêm e lorsqu'ils sont mis en relation avec des cadres théoriques précis, ces modèles
n e discutent véritablement aucun des présupposéss qui les sous-tendent,
lesquels sont le plus souvent relégués au second plan au profit de la démonstration de
l'efficacité ou de la pertinence de 1'implementation mise en avant. A l'inverse, les
recherches centrées sur les principes se caractérisent par une très grande attention
portée aux propositions générales et à leur articulation sous forme de théorie cohé­
rente. Si une traductibilité de ces principes en termes d'observables concrets est le
plus souvent proposée, les analyses et implementations effectives auxquelles il est fait
allusion restent sommaires et ne servent que de preuve indirecte de l'adéquation de
ces principes généraux.
Les différentes disciplines qui constituent les sciences cognitives se répartissent
différemment eu égard à cette distinction modèles/principes. Les neurosciences, la
psychologie cognitive et l'intelligence artificielle sont plus particulièrement organi­
sées autour d'une problématique de modèles. A l'inverse, la philosophie de l'esprit,
et surtout la grammaire generative peuvent être caractérisées par leur approche prin-
cipielle. Approche principielle et approche modélisatrice se distinguent aussi par leur
relation aux faits. Les modèles, qu'ils soient psychologiques, neurologiques, voire de
linguistique computationnelle supposent un grand nombre de faits, suffisamment
complexe s et représentatifs pour contraindre le choix entre modèles concurrents.
C'est une démarche ascendante qui part des faits pour en inférer un modèle de simu­
lation. A l'inverse l'approche principielle traite la complexité de façon incrémentale,
partant de données sur-simplifiées et sur-généralisées susceptibles de permettre le
dégagemen t de principes très généraux mais fondamentaux, dont l'adéquation des­
criptive est progressivement affinée. C'est une démarche descendante dans laquelle
comm e on le sait, la théorie est posée comme fondamentalement sous-déterminée par
les données disponibles (Chomsky 1966). Chacune de ces démarches s'adosse en fait
à un paradigme cognitif déterminé : le cognitivisme classique est, nous le verrons ci-
dessous, un paradigme descendant alors que les approches dynamiques subsymbo­
liques constituent un paradigme ascendant. Ceci explique également pourquoi les
phénomène s cognitifs de plus haut niveau comme le langage, le raisonnement ou l'ac­
tion sont généralement appréhendés dans le paradigme principiel des approches des­
cendantes alors que les phénomènes de plus bas niveau comme la vision, le mouve­
ment ou les fonctionnalités neurophysiologiques le sont dans des approches dyna­
miques ascendantes.
Comm e le note Smolensky (1986) l'asymétrie de ces deux démarches crée dans
la compréhension de la cognition une véritable béance où se localisent les questions
les plus fondamentales des sciences cognitives : celle de la relation entre les méca­
nismes neurophysiologiques de base et les mécanismes représentationnels de haut
12
niveau . Cette asymétrie entre les deux grands paradigmes qui organisent les sciences
cognitives illustre ce que Smolensky, Legendre, et Miyata (1992) appellent le para­
dox e central de la cognition. Les approches de haut niveau sont en effet fondées sur
les grammaires formelles et le raisonnement logique. Elles voient l'esprit (mind)
comm e une machine manipulant, à l'aide de règles formelles, des ensembles com­
plexes de symboles. Mais à l'opposé, ce que nous savons du fonctionnement cérébral
nous conduit à nier l'existence de règles formelles et de symboles au profit de la
dynamiqu e quantitative du réseau des interconnexions neurales d'où émergent quali-Les sciences cognitives aujourd'hui 17
tativement des états représentationnels. Ainsi ce paradoxe est-il au centre des problé­
matiques cognitives. Au plan le plus général, les sciences cognitives devraient avoir
pour programme de le réduire en prenant en compte à la fois les hypothèses princi-
pielles de haut niveau et les modèles concrets du fonctionnement de bas niveau.
Comm e Smolensky, Legendre et Miyata le soulignent encore, ce n'est qu'au prix de
la réduction de ce paradoxe que les sciences cognitives peuvent exister autrement que
comm e un conglomérat de disciplines, de points de vue et de niveaux différents sans
13relation entre eux .
Si le champ des sciences cognitives apparaît si morcelé et si la réduction de la
dichotomie esprit/cerveau est effectivement la condition sine qua non de l'existence
de la discipline autrement que comme un simple label, la définition proposée par
Toulouse, centrée sur la question de l'intelligence, permet au moins de repenser cette
opposition.
1.3. Les sciences cognitives et la question de l'intelligence
Le problème de l'intelligence, tel qu'il s'est trouvé historiquement thématisé par
des disciplines principielles de haut niveau (philosophie, logique, linguistique et psy­
chologie cognitive) et par les approches modélisatrices de l'intelligence artificielle
offre un angle d'attaque pertinent pour une analyse du champ des sciences cognitives.
L e rôle de la linguistique chomskyenne, en tant qu'approche principielle par excel­
lence, a été central dans cette thématisation. Néanmoins, comme nous allons le voir
à présent, les conséquences épistémologiques induites par la grammaire generative,
loin de contribuer à réduire le fossé entre paradigmes symboliques et non symbo­
liques, ont plutôt exacerbé l'affrontement entre disciplines et problématiques rivales,
conduisant à l'état de cartellisation actuel du champ. La reprise du chantier linguis­
tique, dans une perspective plus ouverte sur les questions de bas niveau, n'en est que
plus urgente. Nous y reviendrons ci-dessous après avoir esquissé l'historique de la
question.
De façon synthétique, on peut dire que les sciences cognitives regroupent des ten­
dances, des écoles et des paradigmes qui ont tous apporté des réponses particulières
et contradictoires à la question de la définition de l'intelligence. Sans reprendre ici
une analyse historique détaillée de l'apport des différents mouvements intellectuels
qui, en philosophie, en logique, en mathématiques ou en biologie de l'évolution, ont
4
contribué à l'émergence de la question cognitive' , on peut avec Rumelhart et Norman
(1975) considérer que les ruptures qui affectent le champ de la psychologie (et de la
neuropsychologie) dans les années 1960-1970 marquent l'avènement définitif de la
problématique cognitive comme problématique de l'intelligence. Considérons la psy­
chologie. En tant que science, elle se dégage, au tournant du siècle, d'abord comme
une réaction scientifique à l'essayisme psychologique. Cette réaction se marque
essentiellement par l'apparition de deux grands types de modèles : les modèles réac­
15
tifs (behaviorisme) et la Gestalt . Tous deux approchent, mais en creux, la question
de l'intelligence. Le premier sous la forme de la boîte noire qui médie un stimulus et
la réponse appropriée, le second en mettant l'accent sur la différence entre le perçu et
le percept. Dans les deux cas, il s'agit d'une approche en creux car, essentiellement