Taalkennis, taalverwerving, en taalevolutie

1. Taalkennis, taalverwerving, en taalevolutie Henriëtte de Swart

2. Inleiding op vandaag • Indeling van het vakgebied • Formele structuur van taal. • Taal in het brein: software en ‘wetware’, taal en denken. • Hoe komt taal in het brein? • (i) eerste taalverwerving • (ii) taalevolutie • Literatuur: Kirby (2007)

3. Taal en communicatie Spreker Hoorder Begrip Verstaan Horen boodschap Formulering Spreken spraakklanken

4. Taalkennis • Het menselijk taalvermogen is complex • Mensen hebben veel soorten kennis over hun taal: • Kennis over productie en begrip van klanken • Kennis over productie en begrip van woorden • Kennis over productie en begrip van structuren (complexe woorden, combinaties van woorden in zinnen, combinaties van zinnen in teksten). • Die kennis is onbewust: je kunt het meestal niet uitleggen.

5. Kennis van woorden • We weten wat welk woord bij dit concept hoort. • We weten hoe we dat woord uitspreken. • We kunnen het woord herkennen als iemand anders het uitspreekt. • We weten wat variaties op het woord betekenen: tafel-s, tafel-tje, tafelen.

6. Kennis van wat niet kan • ‘Mrok’ kan geen Nederlands woord zijn, ‘wrok’ is dat wel. • ‘Man de vrouw kust elke’ is geen Nederlandse zin, ‘Elke man kust de vrouw’ is dat wel. • Ook al weten we niet wat een ‘flimp’ is of ‘plit’, toch begrijpen we de essentie van: ‘Elke flimp is plit’ • (als iemand een voorbeeld laat zien van een ‘flimp’ weten we gelijk dat dit object de eigenschap ‘plit’ heeft)

7. Taalkunde opgedeeld (1) • Fonologie (klankleer, p/b, a/o). pak/bak/bok. • Fonemen hebben geen betekenis, maar zijn betekenisonderscheidend. • Fonetiek (fysische eigenschappen van spraak, geluidsgolven, intonatie). • B.v. de klankloze ‘k’ wordt in bepaalde conteksten uitgesproken als klankhebbend, b.v. zakdoek.

8. Fysieke eisen aan spraak • Strottenhoofd (achter in keel, waar luchtweg en slokdarm gescheiden worden) • Stembanden (waar lucht door wordt geperst) • Mond (tong, lippen: articulatie) Bewegende stembanden tijdens spraak

9. Verlaagde larynx • Mensen hebben een verlaagd strottenhoofd. • Ademhaling en spijsvertering liggen daardoor dicht bij elkaar (‘in verkeerde keelgat schieten’) • Baby’s hebben dat nog niet, en kunnen tegelijk drinken en ademhalen. • Nodig voor praten (apen hebben dat niet, en kunnen niet praten).

10. Taalkunde opgedeeld (2) • Morfologie (vormleer, kind/kindje, tafel/tafels/tafelen). • Morfeem: kleinste betekenisdragende eenheid. Woordniveau. • Classificatie van morfemen naar hun rol in grotere gehelen: zelfstandig naamwoord, werkwoord, deelwoord, lidwoord, inflectie, derivatie..

11. Taalkunde opgedeeld (3) • Syntaxis (grammatica) • Combinatie van woorden in grotere structurele eenheden (naamwoordelijke constituenten, werkwoordelijke constituenten, zinnen, ..) (boven woordniveau, niet hoger dan zinsniveau) • hij loopt  loopt hij? • Jan slaat Piet Piet slaat Jan.

12. Recursie • Onze kennis staat oneindig veel structuren toe, en in principe oneindig lange zinnen. • Neem ‘Jan slaapt’. Voeg daaraan toe: ‘Ik denk dat..’, Piet hoorde dat..’ • De oom van een bijzonder intelligente en succesvolle student van een bevriende professor van mij hoorde dat Jan de auto die ik van de broer van de buurman van mijn tandarts gekregen heb niet wilde poetsen. • Dit spel heeft maar één regel en die luidt: dit spel heeft maar één regel en die luidt: dit ..

13. Indeling vakgebied (3) • Semantiek: betekenis van woorden en constructies binnen de taal • pen/schrijven/papier (lexicale semantiek), naar/langs/richting de rivier alle/geen/de meeste boeken (semantiek van complexe structuren) • Pragmatiek (taal in contekst) • ik/hier/nu:deixis), mogen/moeten (implicaturen),beleefdheid (u/jij), teksten (discourse semantiek).

14. Rode draad door alle disciplines • Fonologie – morfologie – syntaxis – semantiek – pragmatiek • Methode: vergelijk (een aspect) van natuurlijke taal met een formel taal. • Natuurlijke taal: we hebben meestal geen complete beschrijving. • Formele talen: we hebben expliciete kennis. • Formele eigenschappen van grammatica’s. • Denk ook aan: implementaties, taaltechnologie.

15. Formele structuur • Chomsky hiërarchie: indeling in klassen van formele talen naar het type formele grammatika dat alle talen binnen een bepaalde klasse kan genereren. • Oorspronkelijk: informatica, toegepast op natuurlijke taal door Chomsky. • http://nl.wikipedia.org/wiki/Chomsky-hi%C3%ABrarchie

16. Fonologie • Talen hebben beperkingen op welke fonemen op elkaar mogen volgen, b.v. ‘mrok’ vs. ‘wrok’. • Japans: sofuto wea (software) • *soft  sofuto • Vraag: wat voor soort grammatica heb je hiervoor nodig?

17. Formele talen (1) • Een formele taal is een verzameling symbolen-rijtjes (strings) • Formele talen over het alfabet {0,1}: • {01, 0101, 010101, 01010101, …} • {01, 001, 0001, 00001, ..} • {01, 0011, 000111, 00001111, …} • Wat is een welgevormde uitdrukking?

18. Formele talen (2) • Formele talen over het alfabet {a, b, c, …z} • {ab, ac, ad, …, abab, abac, …} • {sofuto, kanazawa, riku, arugato, …} • Wat is een welgevormde uitdrukking?

19. Formele talen (3) • Formele talen over het alfabet {Jan, Marie, slaapt, zingt, haat, kust, …} • {Jan slaapt, Marie zingt, Jan haat Marie, Marie kust Jan, …} • Wat is een welgevormde uitdrukking? • algoritme

20. Formele grammatica’s • Een taal kun je karakteriseren door de grammatica (automaat) die ‘m herkent. • {01, 0101, 0101, 010101, ...}: finite state • {01, 0011, 000111, 00001111, …}: phrase structure grammar.

21. Finite state grammatica • Hiermee kunnen we een eindige toestands automaat bouwen voor de taal {01, 0101, 010101, 01010101, …}.

22. Push down automaat • Geen eindige toestandsautomaat voor {01, 0011, 000111, 00001111, …}, want we moeten ‘onthouden’ dat er evenveel nullen als enen zijn ~ stapelautomaat. • S  01 • S  0S1 • Geheugen bestaat uit een stack: last in first out.

23. Recursie Finiete bouwstenen + beperkt aantal regels  oneindig aantal uitdrukkingen. Recursie in finite state sekwenties: (AB)n. ABABAB,… Recursie in contextvrije talen: AnBn. AAA…BBB… Phrase structure: [A[A[AB]B]B].

24. Drie klassen talen • Reguliere grammatica (finite state): • Contekstvrije grammatica (push down automaat) • Contekstgevoelige grammatica (lineair gebonden Türing machine).

25. Contekstgevoelige grammatica Lineair gebonden automaat: geheugen is tape; regels kunnen op verschillende cellen aangrijpen. Tape is oneindig, maar alleen eindig deel toegankelijk. Restrictie op contekstgevoelige taal: geen string afbeelden op een kortere string dan zichzelf.

26. Chomsky hiërarchie • Elke taal die je kunt herkennen met een push down automaat kun je ook herkennen met een eindige toestands automaat (maar niet andersom). Contekstvrije talen Reguliere talen

27. Formele talen en natuurlijke talen • Veel fonologische regels kun je schrijven m.b.v. een eindige toestandsautomaat (b.v. restricties op foneem volgorde in Japans) • Voor syntaxis lukt dat niet: minimaal phrase structure automaat (contekstvrije grammatica). • Hebben we te maken met contekstvrije grammatica?

28. Nederlands/Duits …omdat ik Jan Piet de nijlpaarden zag helpen voeren. …weil ich Jan Piet die hippopotamus füttern helfen sag.

29. Taal in het brein • Taal als kennissysteem: ‘software’. • Opgeslagen in brein: ‘wetware’ • Bij rechtshandige mensen vooral in linkerhersenhelft. • Gebieden specifiek voor taal: Wernicke’s gebied (taalbegrip), Broca’s area (spraakproductie).

30. Taal: uniek menselijk • Wat is er uniek aan menselijke taal? • Meerdere kandidaten: • (i) recursie Chomsky, Hauser and Fitch (2004) Science. • (ii) dubbele articulatie • (iii) parametrische variatie • (iv) groot lexicon Homo erectus

31. Onderzoek naar taalevolutie • Taal laat geen fossielen achter – hoe doe je onderzoek naar taalevolutie? • Vergelijkend gedragsonderzoek (communicatie bij dieren) • ‘Restricted linguistic systems’ waaruit je conclusies trekt over taalevolutie (b.v. pidgins, homesign) • Computationele modellering.

32. Lexicon bij dieren • Rhesusapen: 3 verschillende roepen, voor verschillende roofdieren. • http://www.wjh.harvard.edu/~mnkylab/media/vervetcalls.html • Lexicon beperkt tot 3 uitdrukkingen – geen samenstelling tot complexere uitdrukkingen.

33. Lexicon bij getrainde dieren • mensen, 6 jaar: 14.000 woorden • volwassen mensen: 60.000 woorden • tussen mensen opgegroeide dieren: • Washoe (chimpanzee): 250 woorden • Koko (gorilla): 1000-2000 woorden • Rico (border collie): 200 woorden • Vergelijkbaar: dolfijnen, zeeleeuwen, papagaaien

34. Links • Sign language used by Koko the gorilla • http://www.koko.org/world/signlanguage.html • Spoken language understanding by Kanzi the bonobo • http://www.greatapetrust.org/media/video-bonobo-kanzi.php

35. Recursie in apen • Fitch en Hauser (2004): Tamarin monkeys kunnen een finite state grammar leren herkennen, maar geen contextvrije, phrase structure grammatica. • Claim: phrase structure grammatica (contekstvrij/gevoelig) uniek menselijk.

36. Link • Computational Constraints on Syntactic Processing in a Nonhuman PrimateW. Tecumseh Fitch and Marc D. HauserScience 16 January 2004:Vol. 303. no. 5656, pp. 377 – 380. • http://www.sciencemag.org/cgi/content/full/303/5656/377/DC1 • Maar vgl. recente nieuwe experimenten waar apen het beter zouden doen. http://news.bbc.co.uk/2/hi/8139322.stm

37. Recursie in spreeuwen • Gertner, Fenn et al. (2006), Nature: motieven (‘rattle’, ‘warble’). Sekwenties worden herkend in finite state grammar en contekstvrije grammatica. • Niet alleen geheugen, generalizatie naar nieuwe patronen: regels! • Vogelzang heeft geen compositionele betekenis. Phrase structure?

38. Syllabe structuur in vinkenzang Syllabe structuur in vinkenzang

39. Link • Recursive syntactic pattern learning by songbirds, byTimothy Q. Gentner, Kimberly M. Fenn, Daniel Margoliash, Howard C. Nusbaum, Nature 440, 1204 – 1207. • http://www.nature.com/nature/journal/v440/n7088/abs/nature04675.html • Grote discussie op Language Log over interpretatie van de resultaten.

40. Universele recursie? • Everett (2005), Science: Pirahã geen syntactische embedding. • Jan leest. Jan leest dat Marie droomt. Jan leest dat Marie droomt dat Tom kwam. • Pirahã: Jan zegt. Marie droomde. Tom kwam.

41. Links • Dan Everett (2005) Cultural constraints on grammar and cognition in Pirahã, Cultural Anthropology 46, 621-646. • More on Dan Everett: http://www.llc.ilstu.edu/dlevere/ • More on Pirahã: http://en.wikipedia.org/wiki/Pirah%C3%A3_language

42. Dubbele articulatie • Fonemen zijn zelf betekenisloos, maar vormen in combinatie betekenisvolle eenheden (morfemen, woorden): pak/bak/bok. • Die woorden kunnen in combinatie met elkaar weer nieuwe betekenissen uitdrukken (compositionele semantiek).

43. Voordeel van dubbele articulatie • Door deze dubbele articulatie kunnen we met weinig klanken toe (beperking van spraakproductie organen), en kunnen we toch oneindig veel betekenissen uitdrukken.

44. Niet in dieren • Spreeuwen: ‘rattles’ en ‘warbles’ (motieven), maar geen ‘fonemen’, geen compositionele semantiek. • Vervet monkey calls: verschillende calls, voor verschillende roofdieren (arend, luipaard, slang), marginale sekwentie van calls, geen ‘fonemen’, geen compositionele semantiek.

45. Parametrische variatie • Vogelzang van spreeuwen op verschillende geogra- fische locaties nauwelijks verschillend. • Calls van apen overal gelijk, gebaren wel groepsgebonden. • Mensentaal: grote variatie in lexicon, parametrische variatie in fonologie, syntaxis (binnen UG).

46. Joint attention als basis • Mensen: joint attention • driehoek spreker-hoorder-referent. • Hebben mensenkinderen van nature (v.a. 3 maanden). Tomasello • Bij apen veel minder ontwikkeld. • samenwerking, vertrouwen, culturele ontwikkeling ~ wil tot communicatie

47. Conclusie • Groot gat tussen communicatiesystemen van dieren (anders dan de mens) en de mens. • Hoe heeft de mens dat gat overbrugd? • Waren er tussenstadia? • vgl. discussie over ontwikkeling oog in evolutionaire biologie).

48. Wat heb je aan een ‘beetje oog’? • http://www.kennislink.nl/publicaties/ogen-in-de-evolutie • Ogen van weekdieren:

49. Wat heb je aan ‘beetje taal’? • Tussenstadium in taalevolutie: prototaal. • Evidentie komt van ‘restricted linguistic systems’: pidgins, homesign, L2 verwerving. • Eenvoudig taalsysteem, toch nuttig in communicatie ~ prototaal.

50. Pidgin • Pidgin zijn talen die spontaan ontstaan door contact tussen taalgemeenschappen • Meestal wordt de taal van de meest dominante gemeenschap vereenvoudigd • Klein lexicon, eenvoudige zinsbouw, gebruikt als lingua franca, nooit L1. • Indien het contact aanhoudt, ontstaat een creole: wordt geleerd door kinderen.