Inhaltsverzeichnis. Bibliographie 20

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Die Auflösung syntaktischer Ambiguitäten Einleitung: Syntax bei der Sprachverarbeitung Parsing Globale und lokale Syntaktische Ambiguitäten Umgang mit syntaktische Ambiguitäten Überblick Die Garden-Path Theory von Frazier and Rayner (1982) Zusammenfassung Bibliographie 20 1

2 Kapitel 1 Syntaktische Analyse 1 Die Auflösung syntaktischer Ambiguitäten 1.1 Einleitung: Syntax bei der Sprachverarbeitung Unser syntaktisches Wissen erlaubt uns, aus Wörtern größere Einheiten zu bilden, inbesondere Sätze. Syntaktisches Wissen gibt u.a. Auskunft über die folgenden Fragen: (1) a. Lineare Abfolge In welcher Reihenfolge müssen die einzelnen Wörter im Satz erscheinen? b. Hierarchische Gliederung Welche Wörter gehören eng zusammen, welche nicht? c. Syntaktische Funktionen: Was ist das Subjekt eines Satzes, was das Objekt? Es läßt sich leicht zeigen, dass wir Sätze nur dann korrekt verarbeiten können, wenn wir ihre syntaktische Struktur berücksichtigen. Dies gilt für die beiden grundlegenden Sprachverarbeitungsfunktionen Sprachverstehen und Sprachproduktion, aber auch für kompliziertere sprachliche Tätigkeiten wie das Übersetzen Sprachproduktion Es gibt n! Möglichkeiten, n Wörter anzuordnen. 1 Aber nur wenige davon sind grammatisch. Die ungrammatischen sind in (2),,gesternt, d.h. durch Voranstellung von,,* gekennzeichnet. Dies ist die übliche Art, ungrammatische Sätze zu kennzeichnen. (2) {Opa, lacht, unser} a. unser Opa lacht b. *unser lacht Opa 1 n! wird als,,n Fakultät ausgesprochen und ist definiert als n (n 1) (n 2)... 1). In unserem Beispiel ist 3! = = 6. n! wächst rasant an. Für einen Satz mit 6 Wörtern gibt es bereits 6! = = 720 verschiedene lineare Anordnungen. 2

3 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 3 c. *Opa lacht unser d. *Opa unser lacht e. Lacht unser Opa f. *Lacht Opa unser Sprachverstehen Ohne Beachtung von syntaktischer Information wie lineare Abfolge und Kasusmarkierungen ist es nicht möglich, für Sätze wie die folgenden die richtige Bedeutung zu berechnen. (3) a. Peter loves Mary. b. Mary loves Peter. (4) a. Der Peter liebt die Maria. b. Den Peter liebt die Maria. Es gibt natürlich auch Fälle, in denen ein Satz nicht die Information enthält, die notwendig ist, um eine eindeutige syntaktische Struktur zuzuweisen. Dies ist beispielsweise dann der Fall, wenn in (4) die Artikel vor den Eigennamen weggelassen werden (wie in schriftlicher Sprache üblich). (5) a. Peter liebt Maria. b. Maria liebt Peter Übersetzen Betrachten wir die Aufgabe, vom Englischen ins Deutsche (oder umgekehrt) zu übersetzen. Die folgenden beiden Beispiele könnten nahelegen, dass man einfach Wort-für-Wort übersetzen kann. (6) a. The dog ate the cake. b. Der Hund aß den Kuchen. (7) a. I believe that the dog snores. b. Ich glaube, dass der Hund schnarcht. Bei den nächsten beiden Beispielen funktioniert dies nicht mehr. Man könnte denken, dass dies daran liegt, dass die ersten beiden Beispiele nur ein Verb pro Satz enthalten (ate/aß, believe/glaube, snores/schnarcht), während die nächsten beiden Beispiele zwei Verben besitzen (will eat/wird essen, believe/glaube, will snore/wird schlafen). (8) a. The dog will eat the cake. b. *Der Hund wird essen den Kuchen. (9) a. I believe that the dog will snore. b. *Ich glaube, dass der Hund wird schlafen. Wie das nächste Beispiel zeigt, stimmt dies aber nicht. Auch hier kommen zwei Verben vor, (will eat/wird essen) aber trotzdem gibt es wie bei den ersten beiden

4 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 4 Beispielen eine 1-zu-1-Übereinstimmung zwischen dem englischen und dem deutschen Satz. (10) a. Which cake will the dog eat. b. Welchen Kuchen wird der Hund essen. 1.2 Parsing Im Rest dieser Einheit wollen wir uns mit den beiden folgenden Fragen beschäftigen: Wie wird einem Satz beim Sprachverstehen eine syntaktische Struktur zugewiesen? Wie werden syntaktische Ambiguitäten beim Sprachverstehen aufgelöst? Folgende Terminologie ist für die Aufgabe der syntaktischen Analyse gebräuchlich: (11) a. Parsing Die Zuweisung einer syntaktischen Struktur an einen Satz. 2 b. Parser Einen Mechanismus oder einen Prozess, der eine syntaktische Struktur berechnet. c. Menschlicher Parser Diejenigen Prozesse im menschlichen Gehirn, die für das Berechnen syntaktischer Strukturen zuständig sind. Auch im Bereich der Computerwissenschaft ist Parsing ein häufig wiederkehrendes Problem: Beispielsweise beinhaltet die Anzeige jeder Webpage einen Parsingprozess, der das anzuzeigende HTML-File in seine Bestandteile parst. Auch für das Übersetzen von Programmiersprachen in maschinenlesbare Anweisungen (das sog. Kompilieren, eng. compiling) benötigt man Parser. Parsing wird deshalb in der Informatik typischerweise im Zusammenhang mit der Konstruktion von Compilern 3 behandelt. Ein Klassiker in diesem Bereich ist das Buch von Aho, Sethi und Ullmann (1986), aber auch jedes andere Buch zum Thema Compilerbau enthält eine Einführung in den Prozess des Parsens. 1.3 Globale und lokale Syntaktische Ambiguitäten Globale Syntaktische Ambiguitäten Ein typisches Beispiel für eine syntaktische Ambiguität ist Satz (12). Wie durch das Einsetzen von Artikeln in (13) verdeutlicht wird, kann (12) entweder als Satz mit Subjekt-vor-Objekt- oder als Satz mit Objekt-vor-Subjekt-Stellung analysiert werden. 2 von engl. to parse, das ursprünglich die Klassifikation der Wörter eines Satzes entsprechend ihrer Wortart (lat. partes orationis) bezeichnet hat. 3 Ein Compiler übersetzt ein Programm, das in einer höheren Programmiersprache geschrieben ist, in eine Folge von Computerinstruktionen.

5 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 5 (12) Max gefällt Maria. (13) a. Dem Max gefällt die Maria. b. Der Max gefällt der Maria. Satz (12) ist eine Beispiel für eine globale syntaktische Ambiguität. Der Satz ist global ambig, denn auch nach Verarbeiten des gesamten Satzes kann man nicht entscheiden, welche der beiden DPs das Subjekt ist und welche das Objekt. Wenn überhaupt, dann ließe sich eine solche Entscheidung nur innerhalb eines größeren Kontextes treffen, der klarmacht, welche der beiden mit Satz (12) assoziierten Bedeutung intendiert ist. Es folgt eine kleine Auswahl von Sätzen, die global syntaktisch ambig sind. (14) I saw the man with the binoculars. a. Mithilfe des Fernglases sah ich den Mann. b. Der Mann, den ich sah, hatte ein Fernglas. (15) I heard that Mary died before Grandfather came back. a. Dass Maria gestorben sei, bevor die Großmutter heimgekommen ist, habe ich gehört. b. Bevor die Großmutter heimgekommen ist, habe ich gehört, dass Maria gestorben ist. (16) Ich kenne den Diener des Grafen, der vor dem Hotel steht. a. Der Diener steht vor dem Hotel. b. Der Graf steht vor dem Hotel. (17) Ich kenne die Tante, die Maria besuchen wird. a. Die Tante kommt zu Besuch. b. Maria kommt zu Besuch Lokale Syntaktische Ambiguitäten Hat man die beiden Worte in (18) gelesen, so kann man nicht wissen, welche syntaktische Funktion die DP Max hat. Wird das Satzfragment in (18) wie in (19) fortgesetzt, so bleibt der Satz als ganzes ambig, wir haben es also mit einer globalen Ambiguität zu tun. (18) Max gefällt... (19) Max gefällt Maria. Wird (18) dagegen wie in (20-a) oder (20-b) fortgesetzt, so ist der jeweils entstehende Satz als ganzes eindeutig. (20) a. Max gefällt unserer Mutter. b. Max gefällt unsere Mutter. Bei den beiden Sätze (20-a) und (20-b) handelt es sich um syntaktisch lokal ambige Sätze. Für diese beiden Sätze gilt:

6 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 6 Hat man nur die ersten beiden Wörter gelesen oder gehört, kann man nicht entscheiden, ob Max das Subjekt oder das Objekt ist. Das Wort nach gefällt beendet die lokale Ambiguität. unserer desambiguiert den Satz zugunsten einer Subjekt-Objekt-Struktur. unsere desambiguiert den Satz zugunsten einer Objekt-Subjekt-Struktur Garden-Path-Sätze Man lese Satz (21) und überlege sich, ob dieser Satz grammatisch korrekt ist. (21) Ich glaube, dass Max zugunsten von Tim etwas unternommen wurde. Eine häufige Reaktion, die man auf Satz (22) bekommt, besteht darin, dass dieser Satz als ungrammatisch zurückgewiesen wird. Anstatt wurde am Satzende müsse es vielmehr hat lauten, wie in Satz (22). (22) Ich glaube, dass Max zugunsten von Tim etwas unternommen hat. Die wahrgenommene Ungrammatikalität von Satz (21) ist aber eine Illusion. Beide Sätze (21) und (22) sind grammatisch. Dies kann man sich beispielsweise dadurch klarmachen, dass man die beiden Sätze in Hauptsätze umformuliert. Dann erhält man die beiden Sätze in (23). (23) a. [Max zugunsten] wurde [von Tim] etwas unternommen. b. [Max] hat [zugunsten von Tim] etwas unternommen. Im einen Fall ist zugunsten eine Postposition, im anderen eine Präposition. Die korrekte Klammerung der beiden Beispiele (21) und (22) sieht also wie folgt aus: (24) a. Ich glaube, dass [Max zugunsten] [von Tim] etwas unternommen wurde. b. Ich glaube, dass [Max] [zugunsten von Tim] etwas unternommen hat. (21) und (22) sind damit weitere Beispiele für lokale syntaktische Ambiguität. Satz (21) ist darüber hinaus ein Beispiel für das, was man als Garden-Path-Satz bezeichnet. Garden-Path-Sätze enthalten eine lokale syntaktische Ambiguität; d.h., ab einem bestimmten Wort w n sind zwei oder mehr syntaktische Analysen möglich.... werden durch ein späteres Wort w m, m > n, wieder eindeutig.... sind am Punkt der Desambiguierung schwierig zu verstehen, verursachen einen sog. Garden-Path-Effekt.... heißen deshalb Garden-Path-Sätze, weil sie den Parser in die Irre führen (to lead someone down the garden-path =,,jemanden in die Irre führen )

7 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 7 Auf unser Eingangsbeispiel (in (25) wiederholt) bezogen gilt also: (25) Ich glaube, dass Max zugunsten von Tim etwas unternommen wurde. Die Ambiguität beginnt mit dem Wort Max: Analyse 1: Max = Subjekt Analyse 2: Max = Objekt einer Postposition Die Ambiguität endet mit dem letzten Wort wurde: Dieses Wort ist nur mit Analyse 2 vereinbar. Am Punkt der Desambiguierung kommt es zu Verarbeitungsschwierigkeiten: Die präferierte Analyse ist Analyse 1, aber das letzte Wort widerspricht dieser Analyse Lokal ambige Sätze als Werkzeug Im Falle eines global ambigen Satzes wie (26) muss man Versuchspersonen explizit fragen, welche der möglichen Lesarten sie präferieren. Beispielsweise kann man, wie in (26) gezeigt, zwei Paraphrasen angeben, und Versuchspersonen auswählen lassen, welche der Paraphrasen sie beim ersten Lesen des Satzes verstanden haben. (26) Max gefällt Maria. Es ist Max, dem Maria gefällt. Es ist Max, der Maria gefällt. Man erhält dabei aber nur Off-Line-Daten, die auf Introspektion beruhen. Lokal-ambige Sätze und inbesondere solche, die einen Garden-Path-Effekt verursachen erlauben dagegen, die Verarbeitung von syntaktisch ambigen Sätzen online zu messen. Garden-Path-Sätze stellen deshalb ein wichtiges Werkzeug für die Erforschung des menschlichen Parsers dar. Experimente, die sich dieses Werkzeuges bedienen, untersuchen häufig sowohl lokal ambige Sätze (cf. (27-a) und (28-a)) als auch entsprechende eindeutige Sätze (cf. (27-b) und (28-b)). Letztere werden auch als Kontrollsätze bezeichnet werden). (27) a. Max gefällt unserer Mutter. b. Der Max gefällt unserer Mutter. (28) a. Max gefällt unserer Mutter. b. Dem Max gefällt unsere Mutter. Das experimentelle Vorgehen sieht dann wie folgt aus: Man lässt Versuchspersonen sowohl lokal ambige als auch entsprechende eindeutige Sätze lesen. Man misst dabei, ob unter einer der möglichen Desambiguierungen Schwierigkeiten auftreten (beispielsweise durch Messung von Blickbewegungen). Verarbeitungsschwierigkeiten schlagen sich in erhöhten Lese- oder Reaktionszeiten für lokal ambige im Gegensatz zu entsprechenden eindeutigen Sätzen nieder. Sätze, die zu Schwierigkeiten führen, sind Garden-Path-Sätze.

8 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 8 Das Wissen, welche von mehreren möglichen Strukturen bevorzugt wird, erlaubt anschließend Rückschlüsse auf die Arbeitsweise des menschlichen Parsers Garden-Path-Sätze: Beispiele Es folgen einige weitere Beispiele für Garden-Path-Sätze. In den folgenden Beispielen steht in der ersten Zeile ein Garden-Path-Satz. Die (a)-variante gibt jeweils die bevorzugte Desambiguierung an, d.h. diejenige, die problemlos zu verarbeiten ist. Der (b)-satz schließlich ist eine desambiguierte Variante des Garden-Path-Satzes. (29) The horse raced past the barn fell down. a. The horse raced past the barn and fell down. b. The horse that was raced past the barn fell down. (30) The cotton clothing is made of grows in Missisippi. a. The cotton clothing is made of cotton from Missisippi. b. The cotton that clothing is made of grows in Missisippi. (31) Ich weiss, dass Fritz die Oma geholfen hat. a. Ich weiss, dass Fritz die Oma unterstützt hat. b. Ich weiss, dass dem Fritz die Oma geholfen hat Zusammenfassung: Syntaktische Ambiguitäten In diesem Abschnitt wurden drei wichtige Konzepte eingeführt: Globale Syntaktische Ambiguität Lokale Syntaktische Ambiguität Garden-Path-Sätze Die bisherigen Beispiele für Garden-Path-Sätze führten zu so gravierenden Verarbeitungsproblemen, dass die Verarbeitungsschwierigkeiten am Punkt der Desambiguierung bewusst wahrnehmbar waren. Es gibt aber auch viele leichte Garden-Path- Effekte, die man kaum oder gar nicht bewusst wahrnehmen kann, und die deshalb experimentell untersucht werden müssen.

9 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN Umgang mit syntaktische Ambiguitäten Überblick Als Leitfaden für dieses Kapitel werden die unter (32) genannten Fragen dienen, die von jeder Theorie des menschlichen Parsers beantwortet werden müssen. Die ersten drei Fragen betreffen den Umgang mit Ambiguität. Die letzte Frage ist eine allgemeinere, da ein Modell des Parsers nicht nur erklären muss, wie ambige Sätze, sondern auch, wie nicht-ambige Sätze verarbeitet werden. (32) a. Wann werden Ambiguitäten aufgelöst? b. Wieso führen manche Ambiguitäten zu Verarbeitungsschwierigkeiten, andere dagegen nicht? c. Wie wird entschieden, zugunsten welcher Struktur eine Ambiguität aufgelöst wird? d. Nach welchem Parsingalgorithmus arbeitet der menschliche Parser? Wann werden Ambiguitäten aufgelöst? Als erstes ist zu fragen, was der Parser macht, wenn er auf eine Ambiguität stößt. Allgemein stellt sich dieses Problem so: (33) Angenommen, es muss eine Entscheidung über die syntaktische Struktur eines Satzes getroffen werden, aber der Input läßt mehr als nur eine einzige Entscheidung zu. Was passiert in einer solchen Situation? Der Parser kann auf Ambiguität unterschiedlich reagieren: Entweder er legt sich sofort fest, oder aber er läßt die Entscheidung erst einmal offen, in der Hoffnung, spätere, desambiguierende Information werde zu einer sicheren Entscheidung führen. Ersteres Vorgehen bezeichnet man als commital parsing, letzteres als non-commital parsing (vgl. Inoue & Fodor, 1995): (34) a. Commital Parsing Der Parser trifft alle Entscheidungen sofort. b. Non-Commital Parsing Der Parser vermeidet unsichere Entscheidungen. Trifft der Parser seine Entscheidungen sofort, auch wenn diese mit Unsicherheit behaftet sind (commital parsing), kann es passieren, dass später revidiert werden muss. Dies ist dann der Fall, wenn sich der Parser auf eine Struktur festgelegt hat, die mit dem weiteren Fortgang des Satzes nicht kompatibel ist. In diesem Fall muss reanalysiert werden, d.h. statt der bisher verfolgten Analyse muss eine neue aufgebaut werden. Diese Vorgehensweise, bei der sich der Parser unmittelbar auf eine einzelne Struktur festlegt, nennt man serielle Verarbeitung. Ein serieller Parser arbeitet die alternativen syntaktischen Strukturen nacheinander aber, wobei andere Analysen als die erste nur dann in Betracht gezogen werden, wenn sich herausstellt, dass die erste Analyse falsch war. Will der Parser das Risiko einer unsicheren Entscheidung vermeiden (non-commital parsing), bleiben immer noch zwei Vorgehensweisen, wie er dies erreichen kann.

10 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 10 Zum einen kann er gleichzeitig jede mögliche Struktur berechnen, so dass er sich alle Optionen offenhält; stellt sich später heraus, dass nur eine davon richtig war, läßt er die anderen fallen; hier findet folglich parallele Verarbeitung statt. Zum anderen kann der Parser die Entscheidung solange aufschieben, bis aufgrund zusätzlicher Information eine sichere Entscheidung getroffen werden kann; dieses Vorgehen entspricht dem Schema der verzögerten Verarbeitung. Die drei genannten Verarbeitungsmodi sind in (35) - (37) im Überblick zusammengefaßt. (35) Serielle Verarbeitung Alle Entscheidungen werden sofort getroffen, auch wenn dies die Gefahr von Fehlern mit sich bringt. a. Es wird nur eine einzige syntaktische Struktur berechnet. b. Die Festlegung auf eine bestimmte Struktur geschieht unmittelbar. (36) Parallele Verarbeitung Unsichere Entscheidungen werden dadurch umgangen, dass alle möglichen syntaktischen Analysen berechnet werden. a. Es können mehrere syntaktische Strukturen parallel berechnet werden. b. Die syntaktische Analyse findet sofort statt, die Festlegung auf eine bestimmte Analyse kann dagegen durch Berechnen aller Möglichkeiten verzögert werden. (37) Verzögerte Verarbeitung Unsichere Entscheidungen werden dadurch umgangen, dass die Verarbeitung ausgesetzt wird: Der Parser wartet mit der Berechnung einer Struktur, bis weitere Informationen vorhanden sind. a. Es wird nur eine Analyse berechnet, die aber nicht vollständig spezifiziert sein muss. b. Die Festlegung auf eine vollständig spezifizierte Analyse kann verzögert werden. Serielle, parallele und verzögerte Verarbeitung kann man als grundsätzliche Antworten auf das Problem der syntaktischen Ambiguität auffassen. In einem konkreten Modell des Parsers kann durchaus mehr als nur eine Vorgehensweise zur Anwendung kommen. Beispielsweise kann je nach Art der lokalen Ambiguität seriell, parallel oder verzögert verarbeitet werden. Die Erklärung von Garden-Path-Phänomenen ist mit dem, was unter (35) - (37) steht, noch nicht abgeschlossen. Denn in (35) - (37) wird nur darüber etwas gesagt, was an dem Punkt passiert, an dem die Ambiguität auftritt. Damit ist noch offen, wie es anschließend weitergeht; was zum Beispiel an der Stelle geschieht, an der eine Ambiguität wieder aufgelöst (disambiguiert) wird. Dazu müssen wir uns anschauen, was die einzelnen Modelle zur Erklärung von Verarbeitungsschwierigkeiten zu sagen haben.

11 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN Die Garden-Path Theory von Frazier and Rayner (1982) Im folgenden werden wir die sog. Garden-Path-Theorie von Frazier and Rayner (1982) betrachten, eine Theorie, die eine Fülle weiterer Untersuchungen zum Thema,,menschliches Parsen nach sich gezogen hat Grundannahmen von Frazier and Rayner (1982) Frazier und Rayner (1982) machen die folgenden Annahmen über die Arbeitsweise des menschlichen Parsers: Der menschliche Parser arbeitet seriell: Bei Antreffen einer syntaktischen Ambiguität im Input entscheidet er sich für eine der möglichen Strukturen und verfolgt nur diese eine Struktur weiter. Die Entscheidung, welche Struktur weiterverfolgt wird, erfolgt ausschließlich aufgrund syntaktischer Information. Es gibt zwei Parsing-Prinzipien Minimal Attachment und Late Closure die darüber entscheiden, welche Struktur präferiert weiterverfolgt wird. Mit der Annahme, dass der menschliche Parser seriell arbeitet, wird zugleich die Annahme gemacht, dass der menschliche Parser inkrementell arbeitet: Jedes Wort wird sofort, nachdem es gelesen oder gehört wurde, syntaktisch analysiert, d.h. in einen Phrasenstrukturbaum eingefügt (vgl. die Hypothese der,,immediacy of Interpretation von Just and Carpenter (1987), die im Kapitel zum Leseprozess vorgestellt wurde) Analyse und Reanalyse Ein serieller Parser geht das Risiko von Fehlanalysen ein. Ein solcher Parser fügt jedes Wort sofort in eine syntaktische Struktur ein. Gibt es für ein Wort mehr als eine zulässige Analyse (d.h., liegt ein lokale Ambiguität vor), entscheidet sich ein serieller Parser für eine der Analysen und verfolgt anschließend nur diese Analyse weiter. Wenn der Satz in Übereinstimmung mit der gewählten Analyse endet, kann die Verarbeitung problemlos beendet werden. Wird der Satz dagegen an einem bestimmten Punkt entsprechend einer derjenigen Analysen desambiguiert, gegen die sich der Parser zuvor entschieden hat, gibt es ein Problem: Das Wort, das zur Desambiguierung geführt hat, kann nicht in die bereits aufgebaute Struktur eingefügt werden. Dies ist genau das Problem, das wir weiter oben als Garden-Path-Effekt bezeichnet haben. Ein serieller Parser benötigt folglich zwei Verarbeitungsstufen: Analyse (First-Pass Parsing): Dies umfasst alle Prozesse, die für die initiale Zuweisung einer syntaktischen Struktur an den Input (Input = Kette von Wörtern) zuständig sind. Ambiguitäten werden während der Analysephase aufgrund von Parsingprinzipien zugunsten einer der möglichen Strukturen aufgelöst.

12 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 12 Reanalyse (Second-Pass Parsing): Reanalyse ist nur dann notwendig, wenn späteres Material mit der initialen Struktur nicht kompatibel ist. M.a.W., Reanalyse benötigt man für Garden-Path-Sätze, um doch noch die korrekte Struktur zu finden Minimal Attachment Frazier und Rayner (1982) nehmen an, dass der menschliche Parser informationell eingekapselt ist. Falls diese Annahme richtig ist, folgt, dass syntaktische Ambiguitäten allein auf der Basis von syntaktischer Information aufgelöst werden müssen. Frazier und Rayner nehmen deshalb zwei syntaktische Parsingprinzipien an, die dem Parser sagen, welche Analyse im Falle einer lokalen syntaktischen Ambiguität zu wählen ist. Das erste dieser Prinzipien ist das Prinzip Minimal Attachment. 4 (Der Begriff,,Phrase-Marker in der Definition von Minimal Attachment ist ein Synonym für Phrasenstruktur-Baum.) (38) Minimal Attachment Attach incoming material into the phrase-marker being constructed using the fewest nodes consistent with the wellformedness rules of the language. Minimal Attachment besagt nichts anderes, als dass der Parser die einfachste Struktur wählen soll, die mit einem gegebenen Inputsatz kompatibel ist. Im nächsten Abschnitt werden wir uns die Arbeitsweise von Minimal Attachment anhand des folgenden Beispiels anschauen. (39) a. Minimal Attachment: The wife will claim the inheritance. b. Non-Minimal Attachment: The wife will claim the inheritance belongs to her Minimal Attachment in Aktion 1. Schritt: The... Anmerkung: IP DP I Det the Nach Antreffen des Wortes the wird ein partieller Phrasenstrukturbaum aufgebaut. Dieser enthält eine DP, da ein Element der Kategorie Det immer eine DP einleitet. Ausserdem enthält der Baum bereits eine IP und ein I. Ingesamt enthält der partielle Baum also die Information, dass mit dem Wort the eine DP beginnt und dass diese DP das Subjekt des folgenden Satzes ist. 4 Dieses Prinzip stammt ursprünglich von Frazier (1979).

13 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN Schritt: The wife... IP DP I Det NP the wife 3. Schritt: The wife will... IP DP I Det NP I VP the wife will 4. Schritt: The wife will claim... DP Det NP IP I I VP the wife will V claim 5. Schritt: The wife will claim the... DP the wife IP I will I VP V DP claim Det the IP DP I the wife I VP will V IP claim DP I Det the Anmerkung:

14 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 14 Dies ist die Stelle, an der der Satz lokal ambig wird, und an der Minimal Attachment ins Spiel kommt. Der linke Baum zeigt die Analyse, gemäß derer the das direkte Objekte von claim einleitet. Der rechte Baum zeigt die Analyse, gemäß derer claim einen Satz als Objekt einbettet, wobei der Artikel the das Subjekt dieses Satzes ist. Wie ein Vergleich zwischen dem linken und dem rechten Baum zeigt, ist die Analyse mit einem Satz als Objekt von claim komplexer als die alternative Analyse: Der rechte Baum enthält einen zusätzlichen Knoten, den Knoten IP. Gemäß Minimal Attachment wird sich der Parser also für den linken Baum entscheiden und die folgenden Wörter in diesen Baum integrieren. 6. Schritt: The wife will claim the inheritance... DP the wife IP I I will V claim VP Det DP NP the inheritance 7. Schritt: The wife will claim the inheritance belongs... IP DP the wife I will I V claim VP Det DP NP V? belongs the inheritance Anmerkung: Dies ist der Schritt, an dem es zum Garden-Path-Effekt kommt. Der Parser hat sich zuvor dafür entschieden, the inheritance als direktes Objekt von claim zu analysieren. Folglich gibt es jetzt keinen Platz für ein zweites Verb wie belongs.

15 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN Schritt: Reanalyse Anmerkung: IP DP I the wife I VP will V claim Det the DP NP inheritance IP VP V belongs Jetzt muss reanalysiert werden: Um belongs in den Baum einfügen zu können, muss nachträglich ein eingebetteter Satz (d.h. IP) eingefügt werden, der das Verb belongs aufnehmen kann. Die DP the inheritance muss als Subjekt dieses eingebetteten Satzes reanalysiert werden Minimal Attachment: Experimentelle Evidenz Um zu überprüfen, ob Minimal Attachment tatsächlich die Auflösung syntaktischer Ambiguitäten steuert, haben Frazier und Rayner Sätze wie die in Tabelle 1.1 gezeigten in einem Blickbewegungs-Experiment untersucht. Short Long Tabelle 1.1: Attachment Sentences: Examples Minimal Attachment The second wife will claim the inheritance belongs to her. Non-Minimal Attachment The lawyers think his second wife will claim the inheritance. Minimal Attachment The lawyers think his second wife will claim the entire family inheritance. Non-Minimal Attachment The second wife will claim the entire family inheritance belongs to her. Tabelle 1.2 zeigt die Ergebnisse für dieses Experiment. Tabelle 1.2: Mean Reading Time per Letter (msec) for Each of the Four Attachment Sentence Versions Nonminimal A. Minimal A. Mean Long Short Mean Die Ergebnisse zeigen zweierlei:

16 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 16 Für lange Sätze sind die Lesezeiten bei nicht-minimaler Anbindung deutlich höher als bei minimaler Anbindung. Für kurze Sätze gibt es keine wesentlichenn Lesezeitunterschiede Late Closure Es gilt nicht für alle syntaktischen Ambiguitäten, dass eine der möglichen syntaktischen Strukturen einfacher ist als die andere(n). In solchen Fällen ist Minimal Attachment nicht anwendbar. Ein klassisches Beispiel ist der folgende global ambige Satz. 5 (40) Tom said that Bill read the book yesterday. Satz (40) ist ambig, da sich das Adverbial yesterday auf den Hauptsatz Tom said oder auf den Nebensatz that Bill read the book beziehen kann. Diese Ambiguität wird in (41) verdeutlicht. (41) IP... VP1 V IP said... VP2 V DP AdvP read the book yesterday Der entscheidende Punkt ist, dass sich die beiden für (41) möglichen syntaktischen Strukturen ausschließlich hinsichtlich der Anbindungsstelle für yesterday unterscheiden. Im einen Fall ist dies die höhere VP (VP1 in (41)), im anderen Fall die untere VP (VP2 in (41)). Da es sich beidesmal um die Anbindung eines Temporaladverbials an eine VP handelt, unterscheiden sich die beiden möglichen Strukturen nicht hinsichtlich der Anzahl der benötigten Knoten. Minimal Attachment ist folglich nicht anwendbar. Trotzdem gibt es eine ziemlich starke Präferenz für einen Satz wie (40): Das Adverbial yesterday wird präferiert in den Nebensatz eingebunden. Der Satz wird also so verstanden, dass es das Lesen war, das gestern stattgefunden hat. Um diese Präferenz zu erfassen, schlagen Frazier and Rayner (1982) das in (42) gezeigte Prinzip Late Closure vor. 5 Dieses Beispiel ist strukturell analog zu Beispiel (15).

17 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 17 (42) Late Closure When possible, attach incoming lexical items into the clause or phrase currently being processed (i.e., the lowest possible nonterminal node dominating the last item analyzed). Late Closure erklärt die für (40) beobachtete Präferenz wie folgt: An dem Punkt der Verarbeitung, an dem das Wort yesterday gelesen wird, ist der Parser damit beschäfigt, die von read eingeleitete VP fertigzustellen. VP2 in (41) ist folglich die in Late Closure genannte,,phrase currently being processed, und yesterday wird als Konstituente dieser VP analysiert. Wie eine Inspektion des Baumes in (41) zeigt, ist VP2 auch derjenige Knoten, der den zuletzt verarbeiteten Nicht-Terminal-Knoten das Wort book dominiert Late Closure: Experimentelle Evidenz Eine weitere Ambiguität, für die das Prinzip Late Closure einschlägig ist, wird durch das Beispielpaar in (43) illustriert. (43) a. Since Jay always jogs a mile this seems like a short distance to him. b. Since Jay always jogs a mile seems like a very short distance to him. Sätze wie in (43) wurden von Frazier and Rayner (1982) in einem zweiten Experiment untersucht. Wie zuvor wurde neben der Art der Desambiguierung (Early versus Late Closure) die Länge der ambigen Region variiert. Die daraus resultierenden vier Bedingungen werden in Tabelle 1.3 gezeigt. Short Long Tabelle 1.3: Closure Sentences: Examples Late Closure Since Jay always jogs a mile this seems like a short distance to him. Early Closure Since Jay always jogs a mile seems like a very short distance to him. Late Closure Since Jay always jogs a mile and a half this seems like a short distance to him. Early Closure Since Jay always jogs a mile and a half seems like a very short distance to him. Die wichtigsten Ergebnisse für dieses Experiment finden sich in den beiden Tabellen 1.4 und 1.5. Die Ergebnisse zeigen zweierlei: 6 Nicht-Terminal-Knoten sind diejenigen Knoten im Baum, die keine anderen Knoten dominieren, d.h. die unterste Ebene im Baum. Alle anderen Knoten d.h., alle Knoten, die mindestens einen anderen Knoten dominieren, sind Terminal-Knoten.

18 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN 18 Tabelle 1.4: Mean Reading Time per Letter (msec) for Each of the Four Closure Sentence Versions Early Closure Late Closure Mean Long Short Mean Tabelle 1.5: Second-Pass Mean Reading Time per Letter (msec) in two Diffferent Regions for each of the Four Closure Sentence Versions Short Long Early Closure Late Closure Early Closure Late Closure Ambiguity Disambiguation Für lange Early-Closure-Sätze sind die Lesezeiten in beiden Tabellen deutlich erhöht im Vergleich zu Late-Closure-Sätzen. Für kurze Early-Closure-Sätze zeigt sich eine Lesezeiterhöhung nur in den Second-Pass-Lesezeiten Frazier und Rayner (1982): Zusammenfassung Die Ergebnisse von Frazier und Rayner (1982) zeigen: Es gibt sowohl Evidenz für Late Closure als auch für Minimal Attachment. Die Schwere des Garden-Path-Effekts, der bei nicht-präferierter Desambiguierung auftritt, hängt von der Länge der ambigen Region ab: Ist die desambiguierende Region länger, ist der Garden-Path-Effekt schwerer. Können wir aus den Ergebnissen von Frazier & Rayner (1982) schließen, dass syntaktische Ambiguitäten ausschließlich aufgrund syntaktischer Informationen aufgelöst werden? Falls ja, würde dies für die informationelle Einkapselung des Parsers sprechen. Die Antwort muss aber,,nein lauten: Die Ergebnisse sind zwar mit informationeller Einkapselung kompatibel, schließen das Gegenteil aber nicht aus. Der Grund dafür ist ein ganz einfacher: Das Experiment von Frazier & Rayner (1982) hat viele Faktoren nicht berücksichtigt, die ebenfalls dafür verantwortlich sein könnten, warum die eine Struktur der anderen vorgezogen wird: 7 Die Frequenz der alternativen Strukturen Die semantische Plausibilität der alternativen Strukturen Verbspezifische Präferenzen bezüglich des Objekts: Wird ein Verb wie to jog eher mit oder ohne Distanzangabe (a mile)verwendet? Will ein Verb wie to claim eher eine DP oder einen Satz als Objekt? 7 Das ist das Schicksal vieler Pionier-Experimente, unde es gibt mindestens zwei Gründe dafür. Zum einen kann ein einzelnes Experiment aus praktischen Gründen nur relativ wenige Bedingungen beinhalten. Zweitens wird die Relevanz bestimmer Faktoren häufig erst später klar.

19 KAPITEL 1. DIE AUFLÖSUNG SYNTAKTISCHER AMBIGUITÄTEN Zusammenfassung In dieser Einheit haben wir das Problem der syntaktischen Ambiguität beim Sprachverstehen diskutiert. Wir haben gelernt dass es sowohl globale syntaktische als auch lokale syntaktische Ambiguitäten gibt.... dass Sätze, die syntaktisch lokal ambig sind, zu Garden-Path-Effekten führen können.... was man unter inkrementeller und serieller Verarbeitung versteht.... was das Minimal Attachment Principle besagt.

20 Bibliographie Frazier, L. (1979). On comprehending sentences: Syntactic parsing strategies. Doctoral dissertation, University of Conneticut, Storrs, CT. Frazier, L., & Rayner, K. (1982). Making and correcting errors during sentence comprehension: Eye movements in the analysis of structurally ambiguous sentences. Cognitive Psychology, 14, Inoue, A., & Fodor, J. D. (1995). Information-Paced Parsing of Japanese. In R. Mazuka & N. Nagai (Eds.), Japanese sentence processing (p. 9-63). Hillsdale, NJ: Lawrence Earlbaum. Just, M. A., & Carpenter, P. A. (1987). The psychology of reading and language comprehension. Newton, MA: Allyn and Bacon. 20