Connectionism and cognitive architecture: A critical analysis

Differences between Connectionist proposals for cognitive architecture and the sorts of models that have traditionally been assumed in cognitive science are explored and the possibility that Connectionism may provide an account of the neural structures in which Classical cognitive architecture is implemented is considered.

Abstract

This paper explores differences between Connectionist proposals for cognitive architecture and the sorts of models that have traditionally been assumed in cognitive science. We claim that the major distinction is that, while both Connectionist and Classical architectures postulate representational mental states, the latter but not the former are committed to a symbol-level of representation, or to a 'language of thought': i.e., to representational states that have combinatorial syntactic and semantic structure. Several arguments for combinatorial structure in mental representations are then reviewed. These include arguments based on the 'systematicity' of mental representation: i.e., on the fact that cognitive capacities always exhibit certain symmetries, so that the ability to entertain a given thought implies the ability to entertain thoughts with semantically related contents. We claim that such arguments make a powerful case that mind/brain architecture is not Connectionist at the cognitive level. We then consider the possibility that Connectionism may provide an account of the neural (or 'abstract neurological') structures in which Classical cognitive architecture is implemented. We survey a number of the standard arguments that have been offered in favor of Connectionism, and conclude that they are coherent only on this interpretation. Cet articleétudie les différences entre modèles connectionistes et modèles classiques de la structure cognitive. Nous pensons que, bien que les deux types de modèles stipulent l'existence d'états mentaux représentationnels, la différence essentielle est que seuls les modèles classiques requièrent l'existence d'un niveau de représentation symbolique—un "langage de la pensée"—, c'est-à-dire d'états représentationnels possédant une structure syntaxique et sémantique. Nous examinons ensuite différents arguments qui militent en faveur de l'existence de représentations mentales ayant ces propriétés. Certains de ces arguments reposent sur la "systématicité" des représentations mentales, c'est-à-dire sur le fait que les capacités cognitives exhibent toujours certaines symétries, de sorte que la capacitéd'entretenir certaines pensées implique la capacitéd'entretenir d'autres pensées apparentées par leur contenu sémantique. Nous pensons que ces arguments montrent de manière convainquante que l'architecture de l'esprit/du cerveau n'est pas connectioniste au niveau cognitif. Nous nous demandons ensuite s'il est possible d'interpréter le connectionisme comme une analyse des structures neuronales (ou des structures neurologiques "abstraites") dans lesquelles est réalisée l'architecture cognitive classique. Nous examinons plusieurs des arguments avancés habituellement en défense du connectionisme, et en concluons que ceux-ci n'ont de sens que dans cette interprétation.