Luento 10 Kieli merkitys ja logiikka Predikaattilogiikka Kielen oppimisen ongelma Ärsykkeen heikkous Luento 10: Kielen oppimisen ongelma Merge Merge Kombinatorinen luovuus: symboleita yhdistelemällä voidaan luoda uusia symboleita. merkityksiä yhdistelemällä uusia merkityksiä, lauseita ja lausekkeita yhdistelemällä uusia lauseita ja lausekkeita,.. Kielen ja ajattelun produktiivisuus On mahdollista tuottaa rajaton määrä lauseita tai ajatuksia (rajatuin keinoin). Minimalistisessa ohjelmassa (Chomsky 1995, 2000, 2001,...) kombinatorinen luovuus pelkistyi yhteen syntaktiseen operaatioon: Merge. Merge-operaatio yhdistää toisiinsa kaksi konstituenttia: a = Merge(b,c) Vastaa binääristä uudelleenkirjoitussääntöä: a b c Tässä a, b ja c ovat sanoja tai monimutkaisia konstituentteja. Merge = kombinatorinen luovuus Käsitteellis-intentionaaliset järjestelmät ja toisaalta sensoris-motoriset järjestelmät säätelevät sitä, mitkä elementit voivat yhdistyä toisiinsa. Saara Huhmarniemi 1
Pirahã-heimo ja kieli Pirahã-heimo ja kieli Juttu YLE:n Ykkösaamussa sisältää linkkejä artikkeleihin ja lehtikirjoituksiin: http://www.lausti.com/articles/languages/piraha.html Brasilian Maici-joen rannalla asuva heimo. Mahdotonta oppia laskemaan: lukujen rekursio 1, 2, 3,... Ei kvanttori-ilmaisuja: jokainen, kaikki, eräs,.. Matemaattiset kyvyt yleensä Matemaattinen rekursio voi hävitä aivovaurion yhteydessä Pienet lapset eivät ymmärrä laskemista Matemaattisen rekursion kehittyminen vaatii herkkyyskauden? Matemaattisten käsitteiden ymmärtäminen edellyttää tiettyjen aivo-alueiden toimintaa ja kypsymistä yksilönkehityksessä. Yksinkertainen laskeminen 1, 2, 3,... Jos lukukäsitteet puuttuvat kielestä ja kulttuurista, nämä aivoalueet eivät pääse kehittymään. Everett: Pirahã-heimon kielessä ei ole rekursiota On ehkä loogisesti mahdollista että Pirahã-heimolta puuttuu rekursio: Jos rekursiota ei ole ympäristössä, siitä vastaavat aivoalueet eivät kypsy normaalisti. Kieli ilman rekursiota Pekka uskoo [ että Merja nukkuu ] Pekka uskoo ja Merja nukkuu Lauseiden välinen riippuvuus pitäisi päätellä kontekstuaalisesti. Pirahãssa eri verbipäätteet sille, onko lause omaa kokemusta vai toisen käden tietoa. Tällä hetkellä Pirahã-heimon kieltä tutkitaan vielä Mitä merkitystä rekursion puuttumisella on ajattelun kannalta? Kielen ja ajattelun produktiivisuus Kombinatorinen luovuus (Fodor 1975: The Language of Thought) Tehtävä: etsi säkillinen rahaa talosta, jossa on monta huonetta. Ratkaisu: täydellinen haku käy huoneet yksitellen läpi Valitse hyvä shakkisiirto Täydellinen haku: käy läpi jokaisen yksitellen Ihminen ei ratkaise ongelmaa täydellisellä haulla Liian rasittavaa Koeasetelmissa on todettu, että ihminen ei usein punnitse edes kahta vaihtoehtoa Saara Huhmarniemi 2
Etsi säkillinen rahaa talosta, jonka jokaisesta huoneesta johtaa ovi kolmeen uuteen huoneeseen, joista edelleen kolmeen uuteen. Kymmenen oven läpi kulkeminen = 60 000 huonetta 20 ovea = yli 3 miljardia Kombinatoriset ongelmat: sääennustukset, bussiaikataulujen optimointi, shakkipeli,... täydellisen haun tekeminen aiheuttaa kombinatorisen räjähdyksen Kielen oppiminen on kombinatorinen ongelma Syötteenä joukko havaintoja: suomen kielen lauseet Hypoteesi siitä, mitä sääntöjä suomen kieli noudattaa Oletetaan että suomen kielessä on 1000 sääntöä (todellisuudessa paljon enemmän) Miten oppija valitsee oikeat säännöt? Hakuavaruuden rajaaminen Oletetaan että jokainen sääntö valitaan kymmenestä vaihtoehdosta. Huoneessa on 10 ovea, joista yksi on oikea. Oppiakseen kielen täydellisen haun avulla, läpikäytyjen ovien lukumäärä on 1000 10 = 1000 000 000 000 000 000 000 000 000 000 Induktiivinen päättely: jokaisessa huoneessa on todellisuudessa äärettömän monta ovea Oppiminen ei voi perustua täydelliseen hakuun Ongelma ratkaistaan rajaamalla hakuavaruutta etukäteen Rajaaminen voidaan tehdä lukitsemalla ovia, joista tiedämme että ne eivät johda ratkaisuun Ehkä kyse ei olekaan vaikeasta ongelmasta Huoneet voivat myös sisältää vihjeitä oikeasta hakupolusta Usein todellisissa ongelmissa ei ole tarpeeksi vihjeitä. Saara Huhmarniemi 3
Ärsykkeen heikkous Universaalikielioppi Lapsi ei voi päätellä, onko hänen omaksumansa kielen sääntö oikea Universaalikielioppi rajoittaa kielen hakuavaruutta niin että kielen omaksuminen on mahdollista Kognitiotieteen perusoletus: päättely ei ole induktiivista ei perustu sääntöjen vapaaseen yleistämiseen havainnoista päättely on abduktiivista hypoteesijoukko on ennalta rajattu havaintoja käytetään hypoteesien testaamiseen Periaatteet ja parametrit Periaatteet ja parametrit Periaatteet & Parametrit teoria (principles & parameters) Kielen säännöt eivät ole yksittäisiä vaan seurausta laajemmista periaatteista Kielten välillä on pieniä eroja siinä, miten periaatteet toimivat Erot ovat vaihtoehtoja: parametrit Yksittäinen kieli: tietyt universaalikieliopin parametrit Esimerkiksi kysymyssanan siirtymä voisi olla parametri: 1 kysymyssana siirtyy / kaikki siirtyy / ei mitään siirry Oletetaan että kielessä on esimerkiksi 10 periaatetta, johon jokaiseen liittyy 3 parametria. (Luvut eivät perustu mihinkään arvioon parametrien ja periaatteiden todellisesta määrästä) Erilaisia mahdollisia kieliä olisi 3 10 eli 59 049 Hakuavaruutta voi näin pienentää. Saara Huhmarniemi 4
Ärsykkeen heikkous (Poverty of Stimulus) Rakenteesta lineaariseen muotoon Hakuavaruutta voidaan rajata vihjeillä. Jos lapsi omaksuu kielen säännön joka on väärä, hän voi saamansa palautteen perusteella heti hylätä sen. Näin jokin hakuavaruuden haara voidaan sulkea pois. Ongelma Jos lapsi kuulee lauseen L ja ymmärtää sen merkityksen M, hän osaa jo säännön. Kun lapsi kuulee lauseen L eikä ymmärrä sitä, hän arvaa merkityksen M. Jos lapsi arvaa merkityksen aina oikein, hakuavaruuden rajaus onnistuu. Jos lapsi arvaa lauserakenteen L merkityksen M väärin, virheen korjaaminen myöhemmin on vaikeaa. Kielessä on hahmoja, joita ei ole mahdollista oppia nojaamalla pelkästään havaintoihin. Tarkastellaan pääverbin siirtymää Puheessa ja kirjoitetussa tekstissä sanat, samoin kuin äänteet, seuraavat toisiaan lineaarisesti. Prosessia, jossa syntaktinen rakenne muutetaan lineaariseen muotoon, kutsutaan linearisaatioksi. Kun rakenne muutetaan lineaariseen muotoon (2- ulotteisesta 1-ulotteiseksi) informaatiota katoaa. Moniselitteiset lauseet Kielen rakenne Kielen rakenne Kyllä-ei -kysymyslauseet Sinä olet iloinen. Oletko sinä iloinen? Hypoteesit: 1. ensimmäinen apuverbi siirtyy lauseen eteen 2. päälauseen apuverbi siirtyy lauseen eteen. 3. O:lla alkava sana siirtyy lauseen eteen 4. lauseen ensimmäinen sana siirtyy toisen taakse 5. ääretön määrä muita hypoteeseja Mikä hypoteesi on oikea seuraavassa? Jokainen, joka on kiinnostunut, on tervetullut tapaamaan minua. Jokainen, joka on kiinnostunut, on tervetullut tapaamaan minua. 1. *Onko jokainen joka kiinnostunut, on tervetullut tapaamaan minua 2. Onko jokainen, joka on kiinnostunut, tervetullut tapaamaan minua Lapsen kannalta ongelma on, että esimerkkilauseessa on sen verran monimutkainen rakenne, että hän kuulee sitä harvoin. Niinpä hän voi yhtä todennäköisesti päätyä hypoteesiin 1, joka johtaa epäkieliopilliseen lauseeseen. Lapset eivät kuitenkaan tee tällaisia virheitä. Saara Huhmarniemi 5
Kielen rakenne Vaihtoehto 1. Pekka ei koskaan vastannut kun häneltä kysyttiin jotain. 2. Kun häneltä kysyttiin jotain, Pekka ei koskaan vastannut. 3. Hän ei koskaan vastannut kun Pekalta kysyttiin jotain. Jos lauseet luetaan vasemmalta oikealle sanajonona, jää avoimeksi, miksi lauseessa 2. pronomini hän voi viitata Pekkaan kun taas lauseessa 3. tämä ei ole mahdollista. Tomasello, M. (2003). Constructing a language: A Usage-Based Theory of Language Acquisition. Cambridge, MA.: Harvard University Press. Väite: lapsi ei koskaan kuule sääntöä 1 noudattavaa lausetta ja päätyy siksi sääntöön 2. Ongelmat Hakuavaruus rajataan heti kahteen vaihtoehtoon Sääntö 2 (päälauseen apuverbi siirtyy lauseen eteen) sisältää jo tietoa kielestä: päälause, elementti, lauseen etuosa Tämä tieto on vain kielelle ominaista Lisäksi sääntö ei ole näin yksinkertainen, vaan sen soveltaminen vaatii runsaasti muuta tietoa kielestä. Vaihtoehto Tieto kielestä: On tunnettava negaation vaikutus: *onko Pekka ei syönyt leipää muut partikkelit: *Merjapas onko nukkunut. että apuverbia etsitään lähimmästä päälauseesta *Onko Pekka ajattelee, että Merja nukkunut? että tämäkään ei pidä paikkaansa: *Onko se että Merja nukkunut koko ajan, harmittanut Pekkaa? että taivutus tapahtuu ennen siirtoa: *Olla-ko minä nukkunut? Jotkut rakenteet esiintyvät puheessa niin harvoin, että niiden oppimista ei vaikea selittää pelkästään havaintoihin perustuen. Onko se että Merja on nukkunut koko ajan harmittanut Pekkaa? Saara Huhmarniemi 6