Dans l'article des sciences cognitives, il est exprimé que les cogniticiens appartiennent à la science de la cognition. Nous aborderons donc, dans cet article, le principe même qui a fondé les sciences cognitives : la fusion des savoirs des sciences fédérées autour des objectifs cognitifs.
La fédération s'articule autour d'un des objectifs admis par toutes les sciences cognitives : l'utilisation de l'ordinateur pour manipuler les symboliques. L'ordinateur étant une machine ne comprenant que des principes mathématiques, nous nous intéresserons aux différentes approches formelles, donc exprimées sous forme mathématique, des sciences de la cognition.
Nous n'aborderons pas, dans cet article, les Graphes Conceptuels de Sowa puisqu'un article leur est consacré. Il faut cependant savoir que l'approche de Sowa est la plus complète dans le processus d'acquisition / restitution, structuration et interprétation des connaissances. Le but de cet article consiste à exposer succinctement les différentes étapes cognitives et des modèles formels (sans leur formalisme) propres à chaque étape.
Introduction Nous allons tenter de réaliser un tour d’horizon non exhaustif des modélisations existantes afin de mettre en application les différentes approches sur un outil informatique ; l'acceptation de l'ordinateur en tant qu'outil de simulation et de manipulation symbolique est une caractéristique majeure des sciences cognitives.
Les modèles que nous approchons doivent permettre de simuler le traitement humain de la connaissance : Principe de stockage pour simuler la mémoire (notion de concept et représentation conceptuelle) Principe de raisonnement (représentation conceptuelle, manipulation symbolique) Principe d'intégration successive et de restitution (représentation conceptuelle, communication)
Les aspects linguistiques La plupart des travaux réalisés dans ce domaine partent de l'hypothèse qu'un énoncé possède un sens littéral et ils construisent une représentation à l'aide de connaissances générales, syntaxiques et sémantiques. Or, l'existence d'un sens littéral n'est pas toujours justifiable d'un point de vue linguistique ou psychologique. La linguistique présente des modèles permettant l'acquisition et la restitution de connaissances. Dans les systèmes à base de connaissances, nous raisonnons sur le sens ; les modèles linguistiques ne sont pas encore parvenus au consensus sur la problématique posée concernant l'articulation entre la syntaxe et la sémantique.
Les grammaires formelles En 1957, la linguistique s'oriente vers la formalisation à la suite d'une publicationChomsky N. - Syntactic structures, Mouton, La Haye (Traduction française : structures syntaxiques, 1959, Le Seuil, Paris), 1957. de Noam Chomsky dans laquelle il tente de construire une théorie fondée sur : l'application de méthodes de recherche scientifique à la formalisation de la syntaxe, et l'introduction de la notion de structure profonde.
Les grammaires formelles donnent la primauté et une autonomie à la syntaxe ; elles sont centrées sur les règles qui régissent toutes les possibilités d'association des mots entre eux selon leurs catégories lexicales et permettent de décider si une phrase donnée est acceptable ou non dans sa forme syntaxique. Ces modèles sont un mécanisme génératif syntaxique et, les problèmes de sémantique ont montré leurs limites.
Pour tenter de pallier ces limites, Chomsky a intégré dans sa théorie standardChomsky N. - Aspects of the Theory of Syntax, MIT Press, Cambridge, MA, 1965, . le principe de transformation. Les grammaires transformationnelles permettent de prendre en compte l'aspect sémantique ce qui rend la problématique initiale plus cognitive : le modèle devient une théorie complète du langage.
Des critiques ont été émises qui démontrent que le modèle transformationnel équivaut à une grammaire formelle de type 0 (voirSalomaa A. - The generative power of transformational grammars of Ginsburg and Partee, Information and control, 18, , 1971.Peters P. S., Richtie R. W. - On the generative power of transformational grammars, Information science, 6, , 1973.) ce qui ne permet pas de décrire efficacement les langues naturelles. La méthode transformationnelle reste trop attachée à l'analyse syntaxique et ne tient pas suffisamment compte de l'aspect sémantique.
Chomsky a donc étendu sa théorie standard qui a débouché sur la théorie standard étendueChomsky N. - Reflexions on language, Pantheon, New Jersey (Traduction française de Milner, Vautherin et Flala (1977), Payot, Paris), 1975. dans laquelle il a ajouté une étape d'insertion lexicale avant l'application des transformations.
Cette théorie est claire en apparence, mais il est difficile d'établir et de concevoir les règles d'interprétation sémantique en raisonnant sur un ensemble d'arbres de dérivation ; les propos de GrossSabah G. - L'intelligence artificielle et le langage - représentations des connaissances - , Volume 1, Hermés, , , 1990. expriment cette difficulté : De plus, certains phénomènes linguistiques restent inexplicables par cette théorie.
Les grammaires catégorielles La grammaire catégorielle est considérée comme l'aboutissement d'une tendance qui a poussé à abandonner les transformations des grammaires génératives, puis la composante syntagmatique elle-même, pour ne considérer que des structures catégorielles assignées aux éléments lexicaux de telle sorte que la syntaxe se réduise à une algèbre, une combinatoire universelle contrôlée par ces structures catégorielles.
Des règles (.,/,\) sont applicables par extension aux structures communes des langages naturels ; nous rencontrons cependant des problèmes de compréhension lorsque nous traitons des tournures de phrases impersonnelles ou elliptiques. La multi-catégoricité est néfaste à la compréhension. Afin de réduire la complexité d’une phrase, Lambek introduit des règles de changement de type. Il transforme ce système en système déductif par des schémas d'axiomes et d'inférences. Cette grammaire doit cependant être renforcée par une capacité d'analyse sémantique ; c’est sur cette base que Richard Montague développera sa grammaire universelle connue aussi sous le nom de sémantique de Montague.
Les grammaires de cas Les grammaires de cas s'intéressent aux problèmes des représentations de phrases, dans lesquels nous considérons que les aspects sémantiques sont plus centraux que la syntaxe. Le plus connus des théoriciens est Fillmore grâce à son article célèbre The Case for CaseFillmore C. - The Case for Case, in Universals in linguistic theory, Bach & Harms, Chicago, Holt, Rinehart and Winston, pages 1-90, 1968. L'auteur soutient que nous pouvons identifier un ensemble de cas sémantiques permettant de mettre en évidence, de la même façon que des cas syntaxiques, les relations du sens qui existent entre les noms (ou groupes nominaux) et le verbe dans une phrase simple. Ce qui est important dans cette théorie, d'un point de vue informaticien, est d'obtenir une représentation de la phrase à partir de laquelle nous pourrons raisonner sur le sens. Sur les bases de cette approche, d’autres modèles ont vu le jour par GrimesGrimes J. - The thread of discourse, Rapport technique NSF, Cornell university, 1972, SimmonsSimmons R. - On managing sentence meanings, Report NL-20, Department of computer science, University of Texas, Austin, 1974 et ShankSchank R. - Conceptual dependency : a theory of natural language understanding, Cognitive psychology, volume 3, pages 552 - 631, 1972.
Les grammaires systémiques L'anthropologue Malinowski est à l'origine de cette théorie. Indépendamment de la linguistique générative américaine qui avait choisi une approche mathématique d'un système isolé, Malinowski introduit une notion importante : les aspects fonctionnels du langage ; c'est-à-dire la nécessité d'expliciter le rôle des différents constituants par rapport à l'énonciateur. Nous retrouvons là un principe de l'anthropologie qui pense que le langage doit être étudié en tant qu'activité sociale fondamentalement liée à son contexte d'utilisation. Firth a repris ces idées pour les adapter afin de les insérer dans un cadre linguistique. Il introduit la notion de système : ensemble de choix dans un contexte linguistique spécifique. Enfin, Halliday reprend ces idéesHalliday M. - An Introduction to Functional Grammar. Edward Arnold, Londres 1985Halliday M. - An Introduction to Functional Grammar - Second Edition. Edward Arnold, Londres 1994, les étend et construit une théorie linguistique complète. Les grammaires systémiques sont des grammaires descriptives qui caractérisent les phrases par des ensembles de traits qui peuvent être utilisés par d'autres processus.
Les grammaires fonctionnelles Dans les grammaires fonctionnellesKay M. - Functional grammars, Actes 5th, Annual meeting of the Berkeley linguistic society, pages 142-158., 1979Bresnan J., Kaplan R. - Lexical functional grammar ; a formal system for grammatical representation, in the mental representation of grammatical relations, Édité par Joan Bresnan,MIT Press, Cambridge, Mass, 1981, le langage est considéré comme une activité interactive sociale et non pas un ensemble de phrases en ce sens que la fonction première d'une langue est la communication plus qu'une expression de pensées. Pour ce faire, ces grammaires unifient les informations des dictionnaires et les règles grammaticales qui sont considérées comme des expressions de contraintes qui sont elles-mêmes des conditions nécessaires pour qu'un élément donné soit une forme correcte.
Tout comme les grammaires systémiques, les grammaires fonctionnelles veulent donner un rôle prédominant aux aspects fonctionnels et relationnels dans la description des expressions linguistiques. Ces théories visent à expliciter les articulations entre les niveaux lexicaux, syntaxiques et sémantiques. Elles donnent généralement naissance à des modèles plus riches et plus souples que les grammaires génératives d’un point de vue informatique.
Notion de concept Si le mythe des objets physiques est supérieur à la plupart des autres, d'un point de vue épistémologique, c'est qu'il s'est avéré être un instrument plus efficace que les autres mythes, pour insérer une structure maniable dans le flux de l'expérienceQuine W. - in De Vienne à Cambridge, Gallimard, 1980.
L'activité classificatoire est la forme la plus élémentaire de la représentation. Du point de vue de la relation avec l'environnement, classer signifie reconnaître un certain nombre de discontinuités vitales. L'activité de classification représente la condition minimale de l'adaptation ; on classe comme on peut, mais on classeLévi-Strauss C. - La pensée sauvage, Plon, 1962. La classification conceptuelle a pour objet de préserver les informations que nous avons du monde simulant un support de stockage mémoriel.
Définition Dans les sciences cognitives, nous pouvons distinguer cinq acceptions différentes, diversement combinées ou confondues, tant en intelligence artificielle qu'en sémantique : Le concept est une forme de la pensée humaine qui permet de dégager les caractères généraux essentiels, des choses et des phénomènes de la réalité objective ; c'est-à-dire une représentation mentale, générale et abstraite d'un objet. Ce concept, philosophique et logique, n'a pas nécessairement de rapport avec les langues ou les autres systèmes de signes. Le concept est un universel de représentation qui appartient au langage mais qui ne dépend d'aucune langue particulière. Il relève de la sémantique universelle. En linguistique il est appelé primitive ou noème. En intelligence artificielle, nous le nommons primitive (Schank dans sa théorie des dépendances fonctionnelles).