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)
• Babys 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/nudeixis), 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 grammaticas.
• 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-hiC3ABrarch
  ie

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 grammaticas

• 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. AAABBB
• Phrase structure AAABBB.

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 Wernickes gebied
  (taalbegrip), Brocas 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/vervetca
  lls.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-ka
  nzi.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 2004Vol. 303. no.
  5656, pp. 377 380.
• http//www.sciencemag.org/cgi/content/full/303/565
  6/377/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/ab
  s/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/dlev
  ere/
• More on Pirahã http//en.wikipedia.org/wiki/Pirah
  C3A3_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-ev
  olutie
• 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.

51
Hawaiian pidgin

• Ontstaan als lingua franca onder plantagewerkers.
• Grotendeels gebasseerd op het Engels. Ook invloed
  van Hawaiiaans, Portugees, Cantonees, Japans.
• Geen lidwoorden, geen markering van tijd, geen
  copulas (is, zijn), geen markering van geslacht
  (hij/zij) of getal (sg/pl).

52
Hawaiian pidgin

• When time up I go to boss and say you take old
  woman back now. He get verra mad, and make me pay
  all up. Marie, he good woman, but talk, talk all
  time, make me mad then pilikia again.
• (Een Portugese immigrant, 19e eeuw.)
• Uit Hopper Traugott 2003, citerend S. Roberts
  1998, citerend Vergne 1898.

53
Prototaal

• Eigenschappen van prototaal
• Beperkt lexicon, mogelijk geen onderscheid tussen
  naamwoorden en werkwoorden.
• Simpele Predikaat-argumentstructuur (geen
  kwantoren, etc.).
• Rol van informatiestructuur agent first, focus
  last.

54
Transitie naar taal

• Prototaal ? verdere ontwikkeling van cognitie
  (o.a. geheugen) ? verdere ontwikeling van taal ?
  cognitie? etc.
• Leerbaarheid overdracht op volgende generatie.
• Verankerd in genen? (Baldwin effect)
• Beperkt ons brein mogelijke talen door
  beperkingen op leerbaarheid van taal?

55
Cultuur

• Rol van cultuur begravingsrituelen, maken van
  objecten zoals kralen, ontwikkeling van religie.
• Taal als niche anders dan andere soorten.
• Ontwikkeling van externe geheugens schrift.

56
Tot slot

• Kennis van taal is complex veel verschillende
  soorten van kennis van taal.
• Taalevolutie vereist interdisciplinair onderzoek
  veel verschillende factoren die met elkaar
  samenhangen (fysiek, cognitief, cultureel).
• Om verankering taalkennis in menselijke cognitie
  en ontwikkelingen als taalevolutie en
  taalverwerving beter te begrijpen moeten we meer
  weten van structuur van taal.