Einführung in die Linguistik, Teil 4

Transkript

1 Einführung in die Linguistik, Teil 4 Menschliche und Maschinelle Sprachverarbeitung Markus Bader, Frans Plank, Henning Reetz, Björn Wiemer Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 1/33

2 Sprachliches Wissen Falls Deutsch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass man Rad und Rat identisch ausspricht. Falls Englisch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass man tab und tap nicht identisch ausspricht. Falls Deutsch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass man Präsident auf der letzten Silbe betont. Falls Englisch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass man president auf der ersten Silbe betont. Falls Deutsch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass bei zusammengesetzten Zeitformen das Objekt vor seinem Verb steht (Wir haben das Buch gelesen). Falls Englisch unsere Muttersprache ist, wissen wir, dass bei zusammengesetzten Zeitformen das Objekt nach seinem Verb steht (We have read the book). Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 2/33

3 Sprachliches Wissen: Anwendungen Wir können etwas sagen oder schreiben. Wir können jemandem zuhören oder etwas lesen. Wir können ein Gedicht verfassen, mit oder ohne Reimen. Wir können eine neue Sprache lernen. Wir können ein Buch von einer Sprache in eine andere übersetzen. Wir können Scrabble spielen.... Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 3/33

4 Grundlegende Fragen (Chomsky, 1988) What is the system of knowledge? What is in the mind/brain of the speaker of English or Spanish or Japanese? How does this system of knowledge arise in the mind/brain? How is this system of knowledge put to use in speech (or secondary systems such as writing)? What are the physical mechanisms that serve as the material basis for this system of knowledge and for use of this knowledge? Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 4/33

5 Psycholinguistik: Allgemeine Fragen *Wie und wo wird die Sprache im Gehirn verarbeitet? *Sprachentwicklung 1: Wie erwerben Kinder ihre Muttersprache (Erstpracherwerb)? Sprachentwicklung 2: Wie lernt man eine Fremdsprache (Zweitspracherwerb)? Sprachentwicklung 3: Wie ist die Sprache im Laufe der menschlichen Evolution entstanden? Wieso gibt es individuelle Unterschiede in der Sprachentwicklung und -verwendung? Denken wir in Sprache? Besitzen nur Menschen eine Sprache, oder auch Tiere? Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 5/33

6 Psycholinguistik: Spezielle Fragen Wie lange braucht man, um eine Silbe/ein Wort/einen Satz/einen Text zu verstehen? Wie wird der kontinuierliche akkustische Strom in Teile, insbesondere Wörter, zerlegt? Wird beim leisen Lesen die phonologische Form eines Wortes aktiviert? Wie werden die einzelnen Wörter, die einen Satz ausmachen, beim Sprachverstehen zu einer syntaktischen Struktur zusammengesetzt?... Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 6/33

7 Computerlinguistik: Anwendungen Maschinelle Übersetzung (machine translation) Rechtschreib- und Grammatiküberprüfung (spell and grammar checking Diktiersysteme (dictation) Textzusammenfassung (text summarization) Informationsbeschaffung (information retrieval)... Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 7/33

8 Die Dauer der Worterkennung 1 Kontextloses Wortverstehen BENENNEN (NAMING). LEXIKALISCHES KATEGORISIEREN (CATEGORIZATION). LEXIKALISCHE ENTSCHEIDUNG (LEXICAL DECISION). Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 8/33

9 Die Dauer der Worterkennung 2 Wortverstehen im Kontext SELBSTBESTIMMTES LESEN (SELFPACED READING). MESSUNG VON BLICKBEWEGUNGEN (EYETRACKING). Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 9/33

10 Sprachliche Ambiguitäten (1) Lexikon: Bank (1a) Geldinstitut (1b) Sitzmöbel (2) Syntax: Peter sah den Mann mit dem Fernglas. (2a) Das Fernglas diente Peter zum Sehen. (2b) Der Mann hatte ein Fernglas. (3) Semantik: Maria hat den Buben gesagt, dass man für sie einen Flug gebucht hat. (3a) Der Flug wurde für Maria gebucht. (3b) Der Flug wurde für die Buben gebucht. (3c) Der Flug wurde für Maria und die Buben zusammen gebucht. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 10/33

11 Homonymie (1) Ball (1a) ein Sportgerät (1b) eine Tanzveranstaltung (2) vorziehen (2a) jemanden jemandem vorziehen (2b) einen Termin vorziehen Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 11/33

12 Wortartambiguität (1) zu (1a) Präposition: zu jemandem gehen (1b) Infinitivmarkierung: Er verspricht, zu kommen. (2) /alter/: (2a) Adjektiv: ein alter Mann (2b) Nomen: Das Alter ist beschwerlich. (3) /haut/ (3a) Nomen: Niemand mag die Haut auf der Milch. (3b) Verb: Peter haut auf die Pauke. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 12/33

13 Merkmalsambiguität (1) Sänger (1a) Singular: ein Sänger (1b) Plural: viele Sänger (2) told (2a) Past tense: Mary told me a story. (2b) Past participle: The story told to Mary turned out to be false. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 13/33

14 Lexikalische Ambiguität: Fragen Gibt es Präferenzen für eine der möglichen Lesarten einer ambigen Wortform? Falls es Präferenzen gibt, wie kommen diese zustande? Wird beim Sprachverstehen nur die präferierte Lesart (falls es eine solche gibt) aktiviert, oder werden zumindest kurzfristig alle aktiviert? Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 14/33

15 Fragebogenmethoden I Freies Assoziieren (1) Bank (1a) Geld, Konto,... (1b) sitzen, Garten,... Sätze generieren (2) Lehrer: Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 15/33

16 Fragebogenmethoden II Sätze ergänzen (1) Ich habe gehört, dass Marias Lehrer (1a) (1b)... in Konstanz studiert hat.... in Konstanz studiert haben. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 16/33

17 Ergebnisse Ergänzungsstudie Wortform Singular-Ergänzung Plural-Ergänzung (in Prozent) (in Prozent) Lehrer Arbeiter Enkel Spieler Opfer Beifahrer 99 1 Mittelwert Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 17/33

18 Sprachgebrauch und Ambiguität Die Frequenz-Hypothese Trifft man auf ein ambiges Wort mit verschiedenen Lesarten l 1, l 2 etc., so wird Lesart l i mit der Häufigkeit gewählt, mit der sie im tatsächlichen Sprachgebrauch vorkommt. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 18/33

19 Ergebnisse Korpusstudie Wortform Singular-Ergänzung Singular-Vorkommen im (in Prozent) Korpus (in Prozent) Lehrer Arbeiter Enkel Spieler Opfer Beifahrer Mittelwert Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 19/33

20 Sprachgebrauch und Ambiguität Die Weltwissen-Hypothese Unser Wissen über die Welt beinhaltet auch Wissen darüber, ob Lehrer, Arbeiter, Enkel etc. (in bestimmten Kontexten) eher allein oder in Gruppen auftreten. Dieses Wissen ist sowohl dafür verantwortlich, wie häufig wir die entsprechenden Wörter im Singular oder Plural produzieren (Korpusfrequenz), als auch, ob wir die entsprechenden Nomen präferiert singularisch oder pluralisch verstehen. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 20/33

21 Beschleunigte Grammatikalitätsurteile (1) a. Ich habe gehört, dass Marias Lehrer in Konstanz studiert hat. b. Ich habe gehört, dass Marias Lehrer in Konstanz studiert haben. Die einzelnen Wörter werden nacheinander in der Mitte des Bildschirms präsentiert. Die Präsentationsdauer beträgt ca. 230ms plus zusätzliche 14ms pro Buchstabe. Nach dem letzten Wort erscheinen drei Fragezeichen als Signal zum Antworten. Ist innerhalb von 2sec keine Antwort gegeben worden, erscheinen die Worte Zu langsam auf dem Bildschirm. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 21/33

22 Ergebnisse Grammatikalitätsurteile Wortform Singular Plural Ergänzung Korpus (% Korrekt) (% Korrekt) (% Sing.) (% Sing.) Lehrer Arbeiter Enkel Spieler Opfer Beifahrer Mittelwert Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 22/33

23 Teilgebiete der Psycholinguistik I Spracherwerb Sprachverstehen Sprachproduktion Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 23/33

24 Teilgebiete der Psycholinguistik II Akkustisch-Phonetische Verarbeitung Visuelle Wortverarbeitung Das mentale Lexikon Syntaktische Verarbeitung (Parsing) Semantische Verarbeitung (Satz-Interpretation) Semantische Verarbeitung (Diskurs-Interpretation) Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 24/33

25 Experimentelle Methoden 1 On-line versus Off-line Off-Line-Methoden: Messen bestimmte Aspekte eines Prozesses, nachdem der Prozeß abgelaufen ist. On-Line-Methoden: Messen bestimmte Aspekte eines Prozesses, während der Prozeß abläuft. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 25/33

26 Experimentelle Methoden 2 Direkt versus Indirekt Direkte Methoden: Die Aufgabenstellung beinhaltet nur den zu untersuchenden Prozeß. Indirekte Methoden: Die Aufgabestellung beinhaltet neben dem zu untersuchenden Prozeß einen weiteren Prozeß, der dann gemessen wird. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 26/33

27 Experimentelle Methoden 3 Verhalten versus Physiologie Verhaltens-Methoden: Messen irgendein Verhalten, wobei Verhalten sehr allgemein zu verstehen ist. Alle bisher genannten Methoden waren Verhaltensmethoden. Physiologische-Methoden: Messen bestimmte physiologische Variablen. Hierunter fallen insbesondere die Methoden, die in irgendeiner Form die Verarbeitung im Gehirn messen, die sog. neurophysiologischen Methoden. Daneben gibt es noch einige exotischere physiologische Methoden (z.b. Messung des Hautwiderstandes, Messen der Pupillengröße). Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 27/33

28 Die Kognitionswissenschaft Die Einzeldisziplinen der Kognitionswissenschaft Psychologie Linguistik Philosophie Neurowissenschaft Computerwissenschaft (Insbesondere das Teilgebiet der Künstliche Intelligenz) Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 28/33

29 Kognitionswissenschaft Grundannahme der Kognitionswissenschaft: Der menschliche Geist ist ein informationsverarbeitendes System. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 29/33

30 Informational Description Mental events can be functionally described as informational events, each of which consists of three parts: the input information (what it starts with), the operation performed on the input (what gets done to the input), and the output information (what it ends up with), Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 30/33

31 Recursive Decomposition Any complex (i.e., nonprimitive) informational event at one level of description can be specified more fully at a lower level by decomposing it into (1) a number of components, each of which is itself an informational event, and (2) the temporal ordering relations among them that specify how the information flows through the system of components. Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 31/33

32 Physical Embodiment In the dynamic physical system whose behavior is being described as an informational event, information is embodied in states of the system (here called representations) and operations that use this information are embodied in changes of state(here called processes). Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 32/33

33 Konzepte der Kognitionswissenschaft Serielle vs. parallele Verarbeitung Top-down vs. Bottom-up-Verarbeitung Automatische vs. kontrollierte Prozesse Einführung in die Linguistik, Teil 4 p. 33/33