Saturday 11 January 2014

6a. Harnad, S. (2005) To Cognize is to Categorize: Cognition is Categorization

Harnad, S. (2005) To Cognize is to Categorize: Cognition is Categorization, in Lefebvre, C. and Cohen, H., Eds. Handbook of Categorization. Elsevier.  

Le Martien, les champignons et les réseaux de neurones

S HarnadA Cangelosi, M Coulmance - 2003
We organisms are sensorimotor systems. The things in the world come in contact with our sensory surfaces, and we interact with them based on what that sensorimotor contact “affords”. All of our categories consist in ways we behave differently toward different kinds of things -- things we do or don’t eat, mate-with, or flee-from, or the things that we describe, through our language, as prime numbers, affordances, absolute discriminables, or truths. That is all that cognition is for, and about.




Catégorisation I.



Catégorisation II.




résumé langue anglaise:



29 comments:

  1. M. Harnad, pouvez-vous me rappeler quels sont les trois catégorisations : inné, acquis par l'apprentissage et...

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  2. Bonsoir M. Harnad,

    Je ne suis pas certaine de bien comprendre en quoi consiste compression/separation. Est-possible de m'éclairer?

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    1. Deux façons de démontrer et mesurer la perception catégorielle (compression/séparation):

      1. Les differences physiques de la même taille physique sont aperçues comme étant plus importantes quand elles sont au dedans d'une même catégorie que lorsqu'elles traversent la frontière entre deux catégories (effet accordéon de l'arc-en-ciel).

      2. Comparant les jugements de similarité avant et après avoir appris une catégorie, elles diminuent quand elles sont au dedans d'une même catégorie et augmentent quand elle traversent la frontière entre deux catégories. (La mesure peut aussi être la discriminabilité psychophysique au lieu des jugements de similaraité.

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  3. Je ne comprends pas bien ce qui fait en sorte que la catégorisation ne pourrait pas être que de la computation. S'il s'agit de savoir quoi faire avec les bonnes sortes de choses, une simple manipulation de symboles est capable de cela. Qu'est-ce qui l'en empêche ?

    Et si la cognition est de la catégorisation, et que la catégorisation est capable de n'être que de la computation, alors la cognition peut être seulement de la computation.

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    1. Si toutes les projections sensorielles étaient tout de suite numérisée et ensuite traitées purement computationnellement, alors ce composant de la cognition serait computationnelle. Mais la partie sensorielle (et motrice) ne serait pas computationnelle. Donc la cognition demeurerait hybride dynamique/computationnelle.

      Les habilités continues (comme la natation, la poursuite oculaire) sont cognitives, mais mais pas catégoriques.

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  4. Si je comprend bien, la question à l'honneur est de rechercher où commence la cognition. Et la réponse que nous tentons d'établir, c'est qu'elle doit nécessairement commencer avec ce qui constitue sa matière première, c'est-à-dire la sensibiltié. Ensuite, il nous est possible d'établir comment le cerveau organise ce qui est ressenti. Ce qui selon vous, se résume à de la catégorisation. Donc, la cognition dans son ensemble commence avec la sensibilité et se termine chez l'homme avec la compréhension langagière. Right?

    Dans ce cas, il me semble que l’expérience de Funes est fausse. Si Funes ne pouvait effectivement pas détecter aucune récurrence, il ne serait même pas capable de voir, ni capable de penser ou d’en parler. Il serait en fait un légume. Il y a donc nécessairement une part chez Funes qui reconnait certaines récurrences visuelles ou langagière. Pour résoudre ce problème, il faut donc supposer des modules ou des compartiments dans la cogntion. Puis, la question est de savoir comment ces modules s'organisent entre eux: en parallèle, en série, en hériarchie? Et, est-ce que tous ces modules ont nécessairement exactement le même fonctionnement interne?

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    1. Ce qu'il faut ce n'est pas les modules mais la capacité de capté les traits (récurrents) qui corrèlent avec la catégorie et la capacité de supprimer ou négliger (oublier) le reste. (Donc tu as raison qui Funes N'aurait pas pu exister tel que décrit; il serait dans un état végétatif.)

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  5. Je ne suis pas convaincu que la cognition se résume à la catégorisation. Je serais d’accord pour dire qu’un des traits communs à toutes les étapes de la cognition soit la catégorisation. Mais, je me pose la question suivante : Est-ce que la catégorisation n’est pas tout simplement un phénomène émergent? Je m’explique.

    Imaginons que je sois un être qui ne connaisse rien. Est-ce que je vais me dire d’entrée de jeu : « Voilà, pour connaitre quelque chose, je dois catégoriser? » Je pense que non, car il me semble que l’idée même de catégoriser est trop complexe pour être compris tel quel si nous ne possédons pas toute l’armature de compréhension d’un être humain adulte. Prenez par exemple un enfant. Il associera la forme d’un bloc (carré, cercle, triangle…) avec une ouverture correspondante dans une planche non pas en ayant le but de « catégoriser ». Il apprendra individuellement comment chaque bloc correspond à une ouverture. De ce point de vue, la catégorisation est un phénomène émergent de l’acte d’associer. Non?

    De plus, j’ajouterais cette remarque. Il y a, ce me semble, dans certains cas, avant même l’acte de « catégoriser », nécessairement un acte de compréhension, et chaque acte est en soi unique. Prenons par exemple la logique. Si nous prenons un connecteur logique tel que l’implication, comment pouvons-nous soutenir que de le comprendre se réduit à introduire dans la même catégorie tous les actes d’implications? Sinon, on peut présumer que l’implication est constitué d’un sous ensemble de catégories. La question qui se pose alors est : « Est-ce qu’une construction de catégories par des sous-catégories peut mener réellement à la compréhension et à la cognition? » En d’autres mots, est-ce que ce qui est catégorisé n’est pas aussi important que l’acte de catégoriser? Et ce qui est compris n'est-il pas souvent utilisé en tant que fonction qui transforme le sens de certaines autres catégorisations? Finalement, comment appelle-t-on les liens entre les catégories?

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  6. Pour résoudre une part du problème que j'ai énoncé précédemment, je propose d’étudier le phénomène d’identification que j’associe au principe de la serrure et de la clé. Nous savons que pour chaque serrure correspond un seul format de clés pouvant l’ouvrir. Seulement, appellerions-nous ce format de clés une catégorie? Au fond, la serrure ne pose pas de jugement sur l’entièreté des clés, mais ne réagit seulement qu’au format de clés qui lui correspond. L’œil fonctionne de cette manière:

    « Ainsi, il y a les cellules contenant de l’érythrolabe sensibles au rouge (cône L), de la chloroblaste sensibles au vert (cône M), de la cyanolabe sensibles au bleu (cône S). » Source : LED-fr.net.

    Peut-on réellement parler de catégorisation dans ce cas? Car au fond, ces « catégories » de fréquences lumineuses existent par elles-mêmes dans le monde. Nous ne faisons ici rien de plus que de les recevoir telles qu’elles sont déjà. À mon sens, catégoriser veut dire voir un ensemble et rassembler les choses qui se ressemblent. Mais ici, ce n’est pas ce qui se passe. On voit les choses en partie déjà séparer d’autres choses, comme des tunnels en parallèles.

    En conséquence de quoi, pour identifier X, je n’ai aucunement besoin de le différencier de quoi que ce soit. Tout ce dont j’ai besoin est d’être capable de reconnaitre l’objet en question et l’exclusion se fait d’elle-même, sans que l’organisme ait à faire quelque chose, de la même manière qu’une serrure exclut automatiquement tout ce qui n’est pas la clé qui lui correspond. Il s’agit donc d’une catégorisation par défaut qui s'accorde parfaitement bien avec le modèle évolutionniste. Maintenant, on est en droit de se demander si d’autres fonctions de la cognition usent du même mécanisme d'exclusion par défaut, qui me semble simple et très efficace, et qui a l'avantage de pouvoir exister sans intentionnalité.

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    1. Je viens de réaliser que c'est exactement ce qui ce passe dans le cas de l'"explicit learning". En effet, quand on me donne une description, je n'ai pas besoin d'exclure tout le reste, l'exclusion se fait automatiquement.

      Dans ce cas, l'action d'abstraire se subdivise en deux sous-actions dont l'une est le corollaire de l'autre, c'est-à-dire que l'dentification d'un phénomène à pour effet une exclusion simultanée de tout le reste. Et cette identification, comme je l'ai mentionné, peut se passer de l'image d'ensemble. Donc, dire que l'on "abstrait quelque chose" n'est peut-être pas exact à tous les niveaux de la cognition.

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  7. J'aimerais faire cette remarque à propos de l'ancrage des symboles. Je pense que l'expression "ancrer des symboles" est mal choisie. En effet, existe-t-il des symboles qui flottent quelque part des les cieux que nous souhaitons ancrer? Je ne pense pas. Bien plutôt, je pense il existe certaines connaissances que nous avons et que nous souhaitons symboliser. De cette manière, nous effectuons une cission entre des connaissances pré-langagières et des connaissances langagières. Au final, nous ne devrions par rechercher l'ancrage des symboles, mais comment sont symbolisés nos connaissances pré-langagières.

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    1. D'ailleur, si c'est un symbole, c'est qu'il est déjà ancré. Donc, dire que nous ancrons des symboles est un pléonasme vicieux. Pour être plus exact, il faut donc dire que nous symbolisons un référent ou que nous associons un bruit ou une image à un référent. Et un même référent, comme l'a démontré Frege, peut être associé à différents symboles et ainsi générer différents sens.

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  8. J’ai bien aimé ce texte. L’écriture et l’argumentation montre bien à quel point elle est puissante. Je vais décrire au niveau de ma compréhension quelques points qui me parlent dans ce texte.
    La catégorisation est l’interaction différentielle entre un système sensorimoteur dynamique et le monde qui l’entoure. Elle permet de rassembler des éléments dans différentes sortes d’éléments (pour ne pas dire catégories). Les éléments (ou même évènements) qui auront des caractéristiques similaires seront dans les mêmes sortes d’éléments (catégories). Toutefois, on peut mettre en place des catégories selon d’autres caractéristiques différentes. On peut donc former des catégories à l’intérieur de catégories et certains éléments pourraient (en fait toujours) appartenir ainsi à plusieurs catégories comme une «pomme» (appartient à la catégorie pomme qui appartient à la catégorie fruits qui appartient à la catégorie arbres à fruites…..). Personnellement, je vois la catégorisation comme un système qui ressemble sous plusieurs points au connexionniste avec toutes les catégories interreliées entre elles. Les deux concepts ne semblent pas incompatibles.

    Il est certain que la catégorisation est intimement reliée à l’apprentissage. Les notions et les concepts que nous apprennent permettent de créer de nouvelles catégories. Il est tout aussi certain que le concept de catégories nous est inné. Sinon, dès le jeune âge, chaque chose serait complètement nouvelle et unique au monde. Un enfant qui naît sait reconnaitre la présence d’un humain face à un mur. Il est tout aussi évident que l’apprentissage supervisé est meilleur que l’apprentissage non supervisé afin d’améliorer nos capacités de catégorisation. L’exemple des poussins est très pertinent ici. Il serait très difficile d’apprendre à catégoriser les poussins comme étant mâle ou femelle si nous n’avons rien pour vérifier nos réponses.

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    1. Le concept de catégorisation s’applique très bien aux couleurs. Si nous prenons premièrement les trois couleurs primaires : rouge, vert, bleu. Elles sont eux-même des catégories. Le problème est le point du milieu lorsque l’on mélange ces couleurs. Par exemple, est-ce que le turquoise serait dans le vert ou le bleu?
      J’ai eu quelque peu de difficultés à saisir ce que c’est que le problème de disparition des liens entre éléments. On utilise dans le texte le terme «sensory shadow». Après avoir chercher longtemps ce que cela veut dire, j’en suis venu à la conclusion que c’est ce qui atteint nos sens dans quelque chose ou dans un mot. Ça revient donc au fait que c’est la description ou ce que nous percevons des phénomènes qui nous entourent ou des mots. Dans le cas d’un mot du dictionnaire, ce serait la définition que chacun de nous perçoit d’un tel mot. Nous ne sommes pas nécessairement capable d’expliquer en mots cela, ça peut être «intuitif». Pour le problème de la disparition des liens entre éléments, si on prend les mots du dictionnaire et qu’on analyse la constance dans les ombres sensorielles qu’apporte ces mots, les liens s’annulent. Par exemple, y a-t-il un lien entre le mot «père» et le mot «cigarette»? Ça se peut que je n’aie pas tout compris le «entre les lignes» de ce concept, car bon certains mots et le sens de certains mots en anglais m’étaient inconnus.

      Le concept d’abstraction apparait par la suite. Pour pouvoir mettre en place des catégories, il faut faire preuve d’abstraction afin de pouvoir saisir des traits communs entre éléments. Sinon, chaque élément serait considéré unique au monde et on serait incapable d’en tirer des traits communs avec d’autres éléments. Rien qu’en prenant par exemple le rouge, cela créerait automatiquement une multitude de couleurs, car le rouge-pourpre et le rouge-orangé serait maintenant deux couleurs uniques au monde qui ne se ressemblent sous aucun point.

      Ce qui suit dans le texte peut résumer (bon pas complètement c’est sûr) par le concept d’abstraction et son application. Peut-on vraiment dire que la cognition n’est pas de la computation? Si on accepte la catégorisation, les symboles ne peuvent pas être uniquement qu’arbitraire. Le choix d’un symbole par rapport à son sens peut l’être complètement. Je crois que la computation et la catégorisation peuvent coexister ensemble, car après que l’on est donné un sens au symbole en programmant un logiciel ou en donnant un algorithme à quelqu’un. La machine ne fait qu’exécuter cela de façon arbitraire. Son algorithme peut se modifier, mais selon des règles qui ont été programmés.

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  9. La perception catégorielle est donc un processus essentiel, car il nous permet de classer des choses selon ce qu'il faut (ou pas) faire avec celles-ci, mais paradoxalement, par la compression/séparation, nous falsifions un peu notre expérience du réel...

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  10. Malgré quelques questionnements qui subsistent, j’aime bien jusqu'à maintenant l’idée que la computation serait de la catégorisation. L’intégration pratique du système sensorimoteur dans la catégorisation permet enfin d’avancer dans une direction qui semble pertinente à mon avis. Pour ce qui est des invariants comme nous discutions à la fin du dernier cours, je me demande si certains invariants ne pourraient pas être par exemple une fonction attribuée à un moment donné. Par exemple, pour ce qui est d’une table, il est difficile d’attribuer une caractéristique commune à toutes les tables étant donné l’incroyable variété possible. Cependant, je crois qu’il nous est possible d’affirmer sans se tromper qu’une table en est une si elle correspond à un moment donné, à la fonction que l’on attribue personnellement à une table. En ce sens, la table peut être définie à un instant comme une table, mais plus tard, elle peut par exemple être définie comme un bureau si elle respecte à ce moment la fonction que l’on attribue personnellement à un bureau. De plus, une personne pourrait voir un objet et le catégoriser comme un bureau alors qu’en même temps, une autre personne pourrait considérer cet objet comme une table.

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  11. Si je comprends bien, la catégorisation des couleurs est innée. La distinction entre les différents degrés du « vert » est compressée à l’intérieur du groupe de la couleur verte. On peut supposer que cela s’applique aussi à la catégorisation des phonèmes. À la naissance, on distingue tous les phonèmes de toutes les langues. Puis, vers l’âge de 6 – 9 mois, la catégorisation est plus restreinte qui se réduit aux phonèmes de sa langue maternelle. Par exemple, les sons [ɣ] vélaire (absent au français) et [ʁ] uvulaire (présent au français) appartiennent à catégories différentes pour un ukrainophone ou un locuteur natif de l’inuktitut. Par contre, ces deux sons ne sont pas des phonèmes distincts pour un francophone. Pour un francophone, ces deux sons sont des membres de la même catégorie et les distinctions entre les deux membres sont compressées. Par contre, si un ukrainophone ne parle plus l’ukrainien, mais le français, par exemple, la perception catégorielle ne serait plus le même. L’ukrainophone serait temporairement moins capable de distinguer le [ɣ] et le [ʁ] et de produire la différence d’une façon authentique. Si je comprends bien, la catégorisation de [ɣ] et le [ʁ] n’est pas apprise, mais innée. La perte des catégories est un processus appris, mais la distinction entre les tous les sons de toutes les langues est innée ou quasi-innée. Ainsi, il est plus facile d’apprendre à distinguer les sons que de compresser la différence entre les sons.

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  12. On aurait des schémas innés et ces schémas seraient modifiés avec l'expérience ? Il y a certainement des schémas stables et des schémas qui intègres les catégories par expériences et apprentissage selon l'orientation de l'attention.

    C'est une économie de processus cognitifs pour accélérer le traitement de l'information. On comprend que la lumière est verte, mais pas besoin de savoir quelle nuance de vert. Il est important que le vert active le laisser passer, alors que le rouge active l'obligation de s'arrêter à la lumière, pas le temps de se demander si les nuances sont plus proches ou plus loin du vert que du bleu. Des schémas sont donc innés et notre monde se construit autour de ce que nous percevons.

    Je trouve que tout ceci fait beaucoup de sens. Les catégories sont efficaces, peut-être pas exacte, mais suffise au calcul des informations perçu pour porter une action.

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  13. En lisant le texte « Le Martien, les champignons et les réseaux de neurones » avec un ordi - donc un monde complètement simulé — il me semble que cette situation elle-même est... désolée, je ne trouve pas un mot à la décrire.
    Non seulement « le langage a une influence sur la manière dont nous percevons le monde », mais les images aussi. Surtout de notre jour, une image se diffuse beaucoup plus facilement qu’un texte. Le monde se divise en deux sens opposés: d’une part, il semble être très bien contrôler par l’humanité, d’autre part, il risque de perdre en total le réel, donc une perte du réel.
    Nous connaissons notre monde, et nous n’avons jamais vu pour vrai ce monde.

    « Pour le moment, nous pouvons seulement essayer d’enrichir ce modèle, en y injectant davantage de la complexité et des contraintes du monde réel », puis on va créer un monde parfait et complètement artificiel.

    Est-ce qu’il y a des joueurs de l’Ingress?

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    1. La différence entre un symbole d’une image est qu’une image (ou une photo) pourrait être très facilement confondue avec le réel. Une photo peut nous faire croire qu’il ne manque aucune info, tout est là. Nous sommes moins sensibles par rapport à ambiguïté. D’ailleurs, si l’image est une solution le plus efficace possible de langage qui nous permet de communiquer avec les autres ou les restes du monde, et alors pourquoi nous avons besoin de communiquer? À quoi cherchons-nous par la communication, par l’échange?
      Si l’on est né avec un « appareil-photo » qui nous permette de nous transmettre 100 % sans aucune perte d’infos comme un télépathe idéal, il y aura encore des infos? Des besoins de transmettre? Des pensées?
      Alors peut-on dire que le langage existe grâce à l’imparfait? Même nous aussi, existons grâce à l'imparfait. Un chemin conduit au parfait est-il aussi le chemin vers la fin?

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    2. UNE TÉLÉPHTHIE IDÉALLE. SORRY. :)

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  14. Jerry Fodor pense que nous sommes nés avec la capacité de catégoriser sans apprendre à le faire. La façon dont on catégorise les objets est une compétence innée. Nous interagissons avec les objets et l'environnement avec ce que notre cerveau a à nous offrir comme capacité sensorimotrice. Le cerveau permet de catégoriser les objets et permet de les rendre invariables, ce qui veut dire que lorsque l'on voit une variation de couleur par exemple, notre cerveau reconnaît la couleur de base et nous permet de la fixé même si la couleur change. Le cerveau à la capacité de catégoriser des concept de base ce qui nous permet de les réunir pour reconnaître des phénomènes physiques plus complexe dans notre environnement. Cependant, si ces capacités sensorimotrices semblent innées et fixées, elles sont portant sujettes à l’apprentissage. L'observation des nouveaux phénomènes dans l’environnement permet au cerveau de créer de nouveaux concepts de basse qui pourront être réutiliser pour comprendre d'autres phénomènes reliés à l’environnement. La catégorisation est donc une façon d'apprendre.

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  15. Pour pouvoir catégoriser, en général, il faut se baser sur un ensemble de caractéristiques physiques communes qui les constituent. Ces caractéristiques doivent faire preuve d’une apparence similaire. Les couleurs par exemple, le bleu peut avoir plusieurs nuances mais alors si une machine peut reconnaître les différents tons de bleu, cela veut dire qu’il peut procéder à une distinction physique, donc computationelle. La catégorisation serait-elle donc de la computation ? S’il est possible pour l’être humain de distinguer lui aussi les nuances de couleurs (bleu pâle ou bleu foncé, etc) par la cognition, cela veut dire que la catégorisation est aussi cognitive ? C’est ce que je crois. Cependant, j’ai de la difficulté à comprendre pourquoi la catégorisation n’est pas de la computation si la machine peut traiter les différentes nuances de couleurs ou, prenons un autre exemple, classifier tels mammifères ayant des ailes dans la catégorie «oiseau».

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  16. C'est impressionnant ce que le cerveau humain peut faire; faire abstraction de certains détails d'un objet qui l'entoure à des fin de catégorisation. En plus ça ne s'arrête pas là, le même objet peut être dans une multitude de catégorie, que ce soit par grosseur, par couleur, par forme, e.t.c. Intéressant est aussi le fait qu'il se pourrait que cette faculté de catégorisation soit innée.

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  17. J'ai bien aimé le cours de la semaine passée; je sens que je commence à entrevoir la direction que l'on prend. La lecture du chapitre 7 et 8 m'ont permis de mieux comprendre des mécanismes bien simples qui s'opèrent quotidiennement dans notre vie. L'«instrumental learning» est en fait la technique d'apprentissage des autodidactes si je comprends bien?

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  18. La question de la table est intéressante selon moi. Comment faire une description de table qui s’appliquerait à toutes les situations? On cherche des mots pour décrire de façon absolue les catégories, mais on ne peut que très rarement affirmer être en mesure de tout discriminer sans ambiguïté. La raison est que – comme l’image qui vaut mille mots – la sémantique d’une catégorie est une donnée continue et vaut mille mots. Notre système de langage peut tout décrire, mais il ne pourra se rapprocher que de manière asymptotique de la réalité. Les mots que nous utilisons pour décrire la réalité sont eux-mêmes des catégories définies que partiellement. En pratique, les paramètres qui définissent ce qu’est une table sont catégorisés aussi. Il y a des catégories de fonctions pour une table, des catégories de lieux, de forme et même de temps si ça se trouve. Nous pourrions consacrer un ouvrage de 800 pages sur la définition d’une table et manquer d’espace pour essayer de fixer les limites de l’arborescence de ces catégories. Il faut donc apprendre à vivre avec les approximations.

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  19. La perception catégorielle, la compression et la dilatation de la similarité des membres d'une même catégorie, c'est une notion fort intéressante. Si on possède la catégorie rouge et la catégorie jaune et si on aperçois un objet orange, il faudra intégrer sa couleur aux deux catégories précédentes tout en acquérant une catégorie intermédiaire. Malgré qu'il y ait continuité du spectre des couleurs, on aura beau créer des catégories intermédiaire, on continuera de percevoir ce façon plus ressemblantes celles qui portent le même chapeau que deux couleurs pourtant adjacentes dans les spectre que nous n'aurons pas regroupées. Que nos sens soient influencés par les catégories que nous formons, et non seulement l'inverse, c'est à priori étonnant.

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  20. Il semble que notre sensibilité soit au centre des mécanismes d’apprentissage de base, qui permettent la création d’un noyau de connaissances en catégories primaires. Là où l’humain est réellement fascinant, c’est qu’il détient une option de plus pour catégoriser, contrairement aux autres animaux : l’apprentissage par la description, permise par le langage, lui qui est intimement lié à l’idée que l’on se fait de notre environnement. Il est intéressant de considérer chacun dans son umwelt respectif.

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