language & evolution

LANGUAGE & EVOLUTION

István ZacharDepartment of Plant Taxonomy2014

I. A nyelv sajátosságai

A nyelv változásáért felelős folyamatok

Egyénitanulás

Kulturálisöröklődés

Biológiaievolúció

NYELVA tanulásbeli eltérések hajtják a nyelv evolúcióját

A nyelv szerkezete

megváltoztatja a fitnessz tájképet

A gének evolúciója

határozza meg a tanulási

mechanizmust

Az emberi nyelv: evolúciós vívmány• Homo-Pan közös ős: ~5-6 millió éve• Homo: 2.3 – 2.4 millió éve

• Homo habilis: 2.3 millió éve• Homo erectus: 1.8 millió éve• Homo heidelbergensis: 0.6 millió éve• Homo sapiens: 0.2 millió éve

lehetséges protonyelv?

valószínű protonyelv

kiforrott, összetett nyelv

• lesüllyedt gégefő?• nyelvcsont szintben maradt?• eszközhasználat?

Az emberi nyelv tulajdonságai• egyedülálló (unique)• hatalmas kifejező erő (power of generalisation)• összetett (compositional)• a valóságban gyökerezik (grounded)• részleges megoldások (fluid)• bármely emberi nyelv elsajátítható bárki által (convertible)• genetikai, neuronális és kognitív háttér• nagy variancia, nagy diverzitás• kulturálisan öröklődik (cultural inheritance)• szelekció?• evolválódik, nyílt evolúciós rendszer (open ended CAS)

Inferencia (fluidity)• bonyolult mentális struktúrák egyszerű nyelvi struktúrákká

redukálása (~több gondolat létezik, mint szó)• az üzenet információtartalma nem mindig explicit• a kommunikációs partner azonos értelmi szintjének

feltételezése• redukció az adó, inferencia a fogadó részéről• részleges megoldások is lehetnek sikeresek

„vár hogy menni?”• Sperber & Wilson (1986): „language is an inferential

coding system”= rengeteg feladat van a hallgatóra bízva

Language capacityNativist paradigm:• a collection of domain-specific cognitive skills• uniqueness: unique to humans• innateness: encoded into our genome

(Universal Grammar)• Noam Chomsky (’language organ’)

Empiricist paradigm:• domain-general learning techniques can explain language• recruited/reallocated/co-opted cognitive processes• not innate• not unique

Language capacityNon-adaptationist account: • rely heavily on ‘spandrels’.• side effect on other, previous skills• Chomsky

Adaptationist account: • language is a complex adaptation (CAS)• can only be explained by means of natural selection• Darwin, Pinker & Bloom, Jackendoff

Univerzális nyelvtan• language universals, universal grammar: egyetemes

nyelvi képességek (Chomsky)• előre huzalozott agy?

• poverty of stimulus: habár nincsenek negatív példák, mégis egyértelműen el tudjuk dönteni, mi helyes nyelvtanilag, és mi nem• a nyelvtudás látszólag tanulás nélkül alakul ki?

• language faculty (LF): Ha egy jelenség minden nyelvben megtalálható, feltételezhetjük, hogy olyan kényszerek felelősek a kialakulásáért, melyeket a LF szabott meg. • nyelvi tehetség (LF) = biológiai háttér?

Chomsky eredeti álláspontjaA nyelv egy olyan komplex képesség, aminek létrehozására csak és kizárólag az emberi agy specializálódott

• egyetlen más élőlény sem képes elsajátítani• bármely gyerek könnyedén megtanulja

Nyelvi tehetség (LF):• a nyelv különbözik minden más

kognitív képességtől...• egyedülálló, komplex,

jól körülhatárolt funkcióktartoznak alá...

• ezel a kognitív funckciók és elvekexkluzívak a nyelvre

Mi kell a nyelvhez?

• beszéd produkálás (speech production)• beszéd észlelés (speech perception)

• feldolgozás (parsing)• produkálás (production)

• felfogás (conceptualization)• szándékoltság (intentionality)

• lexikon (lexicon)• nyelvtan (grammar)

fizikaiszükségletek

speciális nyelviszükségletek

általános kognitívszükségletek

memóriaigény

The communication cycle

Faculty of Language (LF)

H, C & F: Science 2002

Faculty of Language - updated

• Minden olyan funkció, amelynek köze van a nyelvhez, a tágabb értelemben vett FL része (FLB)

• Azok a funciók, amelyek csak a nyelvre jellemzők ÉS csak az emberekben találhatóak meg a szűkebb értelemben vett FL részei (FLN)

• FLN részhalmaza az FLB-nek• Hogy mi tartozik az FLN alá, azt kísérletesen kell

megállapítani• Nem kizárólagosan emberi tulajdonság?

FLB & FLN eredménye?

FLB:• kevés dolog speciális a nyelv tekintetében

• azok is más kognitív folyamatok apró módosításai

• amelyeket megtalálhatóak más állatokban is• ugyanakkor biztosan vannak nem nyelv-specifikus részek is, amelyek

esetleg megint más fajokban találhatóak meg

FLN• rekurzió egyedül

• eredetileg ez is más célra evolválódott (?), s később került az FL alá

Rekurzió I.Önmagát (vagy egyenértékű folyamatot) meghívó folyamat.

• vég-rekurzió (iterálás)

• Finite State Grammar: Finite StateMachine (limitált mem.) képes feldolgozni

• Nem egyedülállóan emberi

• Ez az a ház, amit Joe épített.• Ez az a sajt, ami a házban van, amit Joe épített.• Ez az az egér, ami megette a sajtot, ami a házban van, amit Joe

épített.• Ez az a macska, ami elkapta az egeret, ami megette a sajtot, ami a

házban van, amit Joe épített.

• Ez az a ház, amit Joe épített.• Ez az a sajt, ami a házban van, amit Joe épített.• Ez az az egér, ami megette a sajtot, ami a házban van, amit Joe

épített.• Ez az a macska, ami elkapta az egeret, ami megette a sajtot, ami a

házban van, amit Joe épített.

Rekurzió II.• Középen beágyazott rekurzió: a folyamat közepén hívja

meg önmagát a folyamat• Azaz a folyamatnak egy meghatározott ponton kell

visszatérnie, ahol abbamaradt.• Ehhez memória kell

• The cheese the mouse ate is in the house• The cheese the mouse the cat caught ate is in the house• The cheese the mouse the cat the dog chased caught ate is in the

house• people people left left

• Környezetfüggetlen nyelvtan (Context Free Grammar)(pl. programozási nyelvek)

Rekurzió III.

A macska, ami elkapta

az egeret, ami megette

a sajtot, ami a házban van

The cheese is in the house the mouse ate

the cat caught

AA

A B

BB

A

A B

B

A B

Vég-rekurzió

Beágyazott rekurzió

Rekurzió (de már inog)Recursive syntactic pattern learning by

songbirdsGentner et al.2006 Nature

(Context Free Grammar)

Rekurzió – és mégsem

“These considerations call into question that the starlings in the study by Gentner et al. (2006) parsed the AnBn sequences in terms of center-embedding. It is much more likely that they used a simple strategy such as counting or subitizing the numbers of As and Bs, and then matching them. This strategy has no obvious counterpart in human language, but seems a natural strategy in classifying strings of nonlinguistic elements.”

Recursion, Language, and StarlingsCorballis, M. C.Cognitive Science, Vol. 31, No. 4, 2007

II. Szelekciós háttér

A nyelv változásáért felelős folyamatok

Kulturálisöröklődés

Biológiaievolúció

Egyénitanulás

genetikaiszelekció

egyénen belüliszelekció

egyének közöttiszelekcióí

Szelekció a nyelvben• nyelvhasználón belül (intra-brain):

• kommunikáció és tanulás időskáláján• nyelv elsajátítása (acquisition)• nyelvi fejlődés tanulással (development)

• nyelvhasználók között (inter-brain)• kulturális öröklődés (cultural evolution)• populáció időskáláján• lexikon illesztés• nyelvtani szabályok inferenciája

Mi irányítja az egyes szinteken bekövetkező változásokat?

Egyedülálló (uniqueness)• Más fajok akik ugyanilyen közegben éltek, miért nem

fejlesztettek ki nyelvet?• Vagy speciális volt a csak nekünk megadatott szelekciós

környezet?

Különbség...• a speciális szelekciós

hatásbanÉS/VAGY• a speciális Homo

preadaptációkban?

Kanzi

Kifejező erő• kombinatorikus potenciál → gyakorlatilag végtelen számú

különböző kifejezést tudunk generálni véges számú (értelmetlen) fonetikus egységből

• bármely nyelv végtelen számú kifejezést tud generálni• bármely kifejezés interpretálható• egy nyelv elsajátítása = végtelen számú kifejezés

generálásának elsajátítása• Poverty of stimulus• Hogy lehet akkor elsajátítani?

A generalizálás ereje

Mindenről képesek vagyunk beszélni:• lokális vs. távoli (időben és térben)• élő vs. nem élő• valós vs. kitalált

Méhek, de más nem!• élet-halál kérdése volt?• Homo találmány

Milyen szelekciós közegben van értelme a generalizálásnak?

Milyen közeg kedvez az ilyen mértékű generalizálásnak

A generalizálás módja• kihasználni a természetben előforduló hasonlóságokat,

azaz generalizálás a koncepciók szintjén• „wug” kísérlet (Berko 1958) (szintaktika & fonetika)

“dogs”, “cats”, “horses” → “wugs”• ez nem feltétlenül specifikus a nyelvre,

vagy bármely fajra• Az a tény, hogy a nyelv kifejezőereje

szinte végtelen, azt sugallja, hogy anyelvhasználók folyamatosangeneralizálnak a megfigyelt adatokból.

Generalizálás

wabadu bobadu ?

“bo”

“li”

“go”

“fe”

“boli”

“bogo”

“fego”

kompozícionális nyelv:

holisztikus nyelv:asszociációk

“gaba” “dela” “wadu”

Generalizálás

“feli”!

KompozícionalitásA forma egyes részei megfeleltethetők a jelentés egyes részeinek.

• általános és elengedhetetlen minden emberi nyelvben• kulcsfontosságú minden reprezentációs rendszerben• előnyök és hátrányok:

• csökkenti a tárolási igényt (memória)• növeli a lefedhető tartományt (bármely új szóra alkalmazható)

(open ended meaning space)• növelheti az átviteli sebességet• növelheti az egy kifejezésre eső processzálási időt• megterhelőbb megtanulni az össze részegység viszonylatát (Nowak)

Idioszinkrázia ≈ holisztikus szabályok• Kompozícionális (2 + 2):

• brother, elder brother, younger brothersister, elder sister, younger sister

• Idioszinkratikus (5):• testvér, báty, öcs

nővér, nővér, húg

• A lexikálisan idioszinkratikus kifejezések részei nem helyettesíthetők más, azonos (vagy hasonló) értelmű szavakkal anélkül, hogy elvesztenék eredeti jelentésüket.

[fű] = [pázsit][fűbe harap] ≠ [pázsitba harap]

Reasons for compositionalityCompositionality is likely to arise, if:• there is a bottleneck on the word-inventory (few words or

complex environment);• there is a transmissional bottleneck in language

acquisition (ILM);• there is a bottleneck on memory size/ mental

processing, which limits the overall number of learnable associations;

• there is a selective pressure on communication that allows partial communicative success: primitives are more frequently used than composites.

Iterated Learning Model• hi = hipotézis, az ágens nyelvi

tudása• az ágensek képesek a tanulásra

véges számú nyelvi példa (D)alapján

• a tanulási szabályok alkalmasakösszetett struktúrákmegtanulására

• a hipotézisre építve az ágensképes maga is példákatgenerálni

Iterated Learning Model• Transmissional Bottleneck (TB)• véges számú példa (D) áll rendelkezésre, mert TB van• ami érdekes, az a kialakuló nyelvek összetettsége

• Holisztikus nyelvek nem,generalizálók elterjednek

• TB mint szelekciós erő• A kompozícionalitás,

habár egyetemes,nem genetikai eredetű!

TB

NB

Ha a nyelv evolúció eredménye...Chomsky:• Nehéz elképzelni, hogy egy kezdeti primitív nyelv miféle

előnyt jelenthetett... • Ha nem volt előnye, akkor miért fejlődött ki?• Valóban igaz, hogy egy primitív nyelv semmire sem jó?

Egyszerű nyelvek, amik jobbak a semminél:

• állati kommunikáció

• diszfunktív emberek (genetikai defektusok, agysérülések)

• pidzsin nyelvek

Pidzsin nyelvek• nincs szórend• nincsenek esetek• nincs egyeztetés• nincs alárendelő viszonyok (és így rekurzió sincs)• általában nincs Phrase Structure sem

“Luna, hu hapai?” ”Hapai awl, hemo awl.”

[Foreman, who carry?] [Carry all, cut all.]

“Ki vigye el ezt, főnök?” “Mindenkinek vágnia kell,

és aztán mindenki elviszi”

Mennyire egyszerű lehet egy nyelv?Nyelv = {lexikon, grammatikon, …}

Állati kommunikáció• cerkófok vészkiáltása• emberfélék: Kanzi,

Washoe, Koko, Austin...• madarak: Alex• delfinek, orkák

• főemlősöknél csak jelnyelv• soha nem öröklődnek

Washoe

Koko

Alex

Cerkófmajmok vészkiáltásai• egyszerű lexikon• nincs nyelvtan• szelektív hívójel• szelektív válasz• fiatalok még elrontják• korral javul

“How much grammar does it take to sail a boat?”

• IMA nyelvek (Gil 2008)• idealizált nyelv-prototípus

• Izoláló, Monokategorikus, Asszociációs• nincs valódi IMA nyelv • de van néhány közelítő (Riau indonéz)

Ayam makan

[CSIRKE EVÉS]

[DOLOG] [CSELEKVÉS]

Cowok lari cewek

[FIÚ FUTÁS LÁNY]

(ki futott kihez?)

Holisztikus protonyelv• csak lexikon, nincs nyelvtan• holisztikus szavak• csak az összes asszociációt megtanítva lehet átadni

“Menjünk, vadásszuk le a nyulat a domb mögött, amit tegnap láttam!” (Tallerman, Wray, Arbib)

Holisztikus → kompozícionális?• kombináció (Desalles)• áthelyezés (displacement, Bickerton)• redukció• szegmentáció (Wray, Tallerman, Smith)

Szelekciós forgatókönyv• Hogy mire jó most a nyelv, és mire lehetett jó, amikor

először jelent meg, nehezen kettéválasztható kérdések.• Általános szerepe:

• információátvitel, koordináció, manipuláció• mivel szociális viselkedés → kötődés

→ kooperáció• belső reprezentáció, a világ modellje• segíti a gondolkodást

Szelekciós forgatókönyvek• pletyka (gossip)• kurkászás (grooming) • vadászat (hunting)• szociális kötődés (group bonding and/or ritual)• mentális eszköz (language as a mental tool)• párkapcsolati kötődés (mating contract and/or pair bonding)• anya-gyermek-nyelv (motherese)• szexuális szelekció (sexual selection)• éneklés (song hypothesis)• státusz szerzés (status for information)• eszközkészítés (tool making)

Szelekciós forgatókönyvek

i. Honesty

ii. Groundedness

iii. Power of generalisation

iv. Uniqueness