Взаимодействие математики и языкознания

Оглавление

Введение

Глава 1. История применения математических методов в лингвистике

1.1. Становление структурной лингвистики на рубеже XIX – ХХ веков

1.2. Применение математических методов в лингвистике во второй половине ХХ века

Глава 2. Отдельные примеры использования математики в лингвистике

2.1. Машинный перевод

2.2.Статистические методы в изучении языка

2.3. Изучение языка методами формальной логики

2.4. Перспективы применения математических методов в лингвистике

Заключение

Литература

Приложение 1. Ronald Schleifer. Ferdinand de Saussure

Приложение 2. Фердинанд де Соссюр (перевод)

Введение

В ХХ веке наметилась продолжающаяся и поныне тенденция к взаимодействию и взаимопроникновению различных областей знаний. Постепенно стираются грани между отдельными науками; появляется всё больше отраслей умственной деятельности, находящихся «на стыке» гуманитарного, технического и естественнонаучного знания.

Другая очевидная особенность современности – стремление к изучению структур и составляющих их элементов. Поэтому всё большее место как в научной теории, так и на практике уделяется математике. Соприкасаясь, с одной стороны, с логикой и философией, с другой стороны, со статистикой (а, следовательно, и с общественными науками), математика всё глубже проникает в те сферы, которые на протяжении долгого времени было принято считать чисто «гуманитарными», расширяя их эвристический потенциал (ответ на вопрос «сколько» часто помоагет ответить и на вопросы «что» и «как). Исключением не стало и языкознание.

Цель моей курсовой работы – кратко осветить связь математики с такой отраслью языкознания, как лингвистика. Начиная с 50-х годов прошлого века, математика применяется в лингвистике при создании теоретического аппарата для описания строения языков (как естественных, так и искусственных). Однако следует сказать, что она не сразу нашла себе подобное практическое применение. Первоначально математические методы в лингвистике стали использоваться для того, чтобы уточнить основные понятия языкознания, однако с развитием компьютерной техники подобная теоретическая посылка стала находить применение на практике. Разрешение таких задач, как машинный перевод, машинный поиск информации, автоматическая обработка текста требовало принципиально нового подхода к языку. Перед лингвистами назрел вопрос: как научиться представлять языковые закономерности в том виде, в котором их можно подавать непосредственно на технику. Популярным в наше время термином «математическая лингвистика» называют любые лингвистические исследования, в которых применяются точные методы (а понятие точных методов в науке всегда тесно связано с математикой). Некоторые учёные прошлых лет, считают, что само выражение нельзя возводить в ранг термина, так как оно обозначает не какую-то особую «лингвистику», а лишь новое направление, ориентированное на усовершенствование, повышение точности и надёжности методов исследования языка. В лингвистике используются как количественные (алгебраические), так и неколичественные методы, что сближает её с математической логикой, а, следовательно, и с философией, и даже с психологией. Ещё Шлегель отмечал взаимодействие языка и сознания, а видный лингвист начала ХХ века Фердинанд де Соссюр (о его влиянии на становление математических методов в лингвистике расскажу позже) связывал структуру языка с его принадлежностью к народу. Современный исследователь Л. Перловский [43] идёт дальше, отождествляя количественные характеристики языка (например, число родов, падежей) с особенностями национального менталитета (об этом в разделе 2.2, «Статистические методы в лингвистике»).

Взаимодействие математики и языкознания – тема многогранная, и в своей работе я остановлюсь не на всех, а, в первую очередь, на её прикладных аспектах.

Глава I. История применения математических методов в лингвистике

1.1 Становление структурной лингвистики на рубеже XIX – ХХ веков

Математическое описание языка основано на представлении о языке как о механизме, восходящем к известному швейцарскому лингвисту начала ХХ века Фердинанду де Соссюру.

Начальное звено его концепции – теория языка как системы, cостоящей из трёх частей (собственно язык – langue, речь – parole, и речевую деятельность – langage), в которой каждое слово (член системы) рассматривается не само по себе, а в связи с другими членами. Как впоследствии отметил другой видный лингвист, датчанин Луи Ельмслев, Соссюр «первый требовал структурного подхода к языку, то есть научного описания языка путём регистрации соотношений между единицами» [22, c. 54].

Понимая язык как иерархическую структуру, Соссюр первым поставил проблему ценности, значимости языковых единиц. Отдельные явления и события (скажем, история происхождения отдельных индоевропейских слов) должны изучаться не сами по себе, а в системе, в которой они соотнесены с подобными же составляющими.

Структурной единицей языка Соссюр считал слово, «знак», в котором соединялись звучание и смысл. Ни один из этих элементов не существует друг без друга: поэтому носителю языка понятны различные оттенки значения многозначного слова как отдельного элемента в структурном целом, в языке.

Таким образом, в теории Ф. де Соссюра можно увидеть взаимодействие лингвистики, с одной стороны, с социологией и социальной психологией (следует отметить, что в это же время развиваются феноменология Гуссерля, психоанализ Фрейда, теория относительности Эйнштейна, происходят эксперименты над формой и содержанием в литературе, музыке и изобразительном искусстве), с другой стороны – с математикой (понятие системности соответствует алгебраической концепции языка). Подобная концепция изменила понятие языковой интерпретации как таковой: Явления стали трактоваться не относительно причин их возникновения, а относительно настоящего и будущего. Толкование перестало быть независимым от намерений человека (несмотря на то, что намерения могут быть безличными, «бессознательными» во фрейдистском понимании этого слова).

Функционирование же языкового механизма проявляется через речевую деятельность носителей языка. Результатом речи являются так называемые «правильные тексты» – последовательности речевых единиц, подчиняющиеся определённым закономерностям, многие из которых допускают математическое описание. Изучением способов математического описания правильных текстов (в первую очередь, предложений) занимается теория способов описания синтаксической структуры. В подобной структуре языковые аналогии определены не с помощью изначально присущих им качеств, а с помощью системных («структурных») отношений.

На Западе соссюровские идеи развивают младшие современники великого швейцарского лингвиста: в Дании – уже упомянутый мною Л. Ельмслев, давший начало алгебраической теории языка в своём труде «Основы лингвистической теории», в США – Э. Сепир, Л. Блумфилд, Ц. Харрис, в Чехии – русский учёный-эмигрант Н. Трубецкой.

Статистическими же закономерностями в изучении языка стал заниматься не кто иной, как основоположник генетики Георг Мендель. Только в 1968 году филологи обнаружили, что, оказывается, в последние годы жизни он был увлечен изучением лингвистических явлений с помощью методов математики. Этот метод Мендель привнёс в лингвистику из биологии; в девяностые годы девятнадцатого века лишь самые смелые лингвисты и биологи заявляли о целесообразности подобного анализа. В архиве монастыря св. Томаша в г. Брно, аббатом которого был Мендель, были найдены листки со столбцами фамилий , оканчивающимися на «mann», «bauer», «mayer», и с какими-то дробями и вычислениями. Стремясь обнаружить формальные законы происхождения фамильных имен, Мендель производит сложные подсчеты, в которых учитывает количество гласных и согласных в немецком языке, общее число рассматриваемых им слов, количество фамилий и т.д.

В нашей стране структурная лингвистика начала развиваться примерно в то же время, что и на Западе – на рубеже XIX-XX веков. Одновременно с Ф. де Соссюром понятие языка как системы разрабатывали в своих трудах профессора Казанского университета Ф.Ф. Фортунатов и И.А. Бодуэн де Куртенэ. Последний на протяжении долгого времени переписывался с де Соссюром, соответственно, женевская и казанская школы языкознания сотрудничали друг с другом. Если Соссюра можно назвать идеологом «точных» методов в лингвистике, то Бодуэн де Куртенэ заложил практические основы их применения. Он первым отделил лингвистику (как точную науку, использующую статистические методы и функциональную зависимость) от филологии (общности гуманитарных дисциплин, изучающих духовную культуру через язык и речь). Сам учёный считал, что «языкознание может принести пользу в ближайшем будущем, лишь освободившись от обязательного союза с филологией и историей литературы» [13, c.102]. «Испытательным полигоном» для внедрения математических методов в лингвистику стала фонология – звуки как «атомы» языковой системы, обладающие ограниченным количеством легко измеримых свойств, были самым удобным материалом для формальных, строгих методов описания. Фонология отрицает наличие смысла у звука, так что в исследованиях устранялся «человеческий» фактор. В этом смысле фонемы подобны физическим или биологическим объектам.

Фонемы, как самые мелкие языковые элементы, приемлемые для восприятия, представляют собой отдельную сферу, отдельную «феноменологическую реальность». Например, в английском языке звук «т» может произноситься по-разному, но во всех случаях человек, владеющий английским, будет воспринимать его как «т». Главное, что фонема будет выполнять свою главную – смыслоразличительную – функцию. Более того – различия между языками таковы, что разновидности одного звука в одном языке могут соответствовать разным фонемам в другом; например «л» и «р» в английском различны, в то время как в других языках это разновидности одной фонемы (подобно английскому «т», произнесённому с придыханием или без). Обширный словарный запас любого естественного языка представляет собой набор сочетаний гораздо меньшего количества фонем. В английском, например, для произнесения и написания около миллиона слов используется всего 40 фонем.

Звуки языка представляют собой системно организованный набор черт. В 1920е –1930е, вслед за Соссюром, Якобсон и Н.С.Трубецкой выделили «отличительные черты» фонем. Эти черты основаны на строении органов речи – языка, зубов, голосовых связок. Скажем, в английском разница между «т» и «д» заключается в наличии или отсутствии «голоса» (напряжении голосовых связок) и в уровне голоса, отличающем одну фонему от другой. Таким образом, фонологию можно считать примером общего языкового правила, описанного Соссюром: «В языке есть только различия» [24, c. 145]. Более важно даже не это: различие обычно подразумевает точные условия, между которыми оно и находится; но в языке существуют только различия без точных условий. Рассматриваем ли мы «обозначение» или «обозначаемое» – в языке не существует ни понятий, ни звуков, которые существовали бы до того, как развилась языковая система.

Таким образом, в соссюровском языкознании изучаемый феномен понимается как свод сопоставлений и противопоставлений языка. Язык – это и выражение значения слов, и средство общения, причём эти две функции никогда не совпадают. Мы можем заметить чередование формы и содержания: языковые контрасты определяют его структурные единицы, и эти единицы взаимодействуют, чтобы создать определённое значимое содержание. Так как элементы языка случайны, ни контраст, ни сочетание не могут быть основой. Значит, в языке отличительные признаки формируют фонетический контраст на другом уровне понимания, фонемы соединяются в морфемы, морфемы – в слова, слова – в предложения и т.д. В любом случае, целая фонема, слово, предложение и т.д. представляет собой нечто большее, чем просто сумма составляющих.

Соссюр предложил идею новой науки двадцатого века, отдельно от лингвистики изучающей роль знаков в обществе. Соссюр назвал эту науку семиологией (от греческого «semeîon» - знак). «Наука» семиотики, развивавшаяся в Восточной Европе в 1920е –1930е и в Париже в 1950е – 1960е, расширила изучение языка и лингвистических структур до литературных находок, составленных (или сформулированных) с помощью этих структур. Кроме того, на закате своей карьеры, параллельно совему курсу общей лингвистики, Соссюр занялся «семиотическим» анализом поздней римской поэзии, пытаясь открыть умышленно составленные анаграммы имён собственных. Этот метод был во многом противоположен рационализму в его лингвистическом анализе: он был попыткой, изучить в системе проблему «вероятности» в языке. Такое исследование помогает сосредоточиться на «вещественной стороне» вероятности; «ключевое слово», анаграмму которого ищет Соссюр, как утверждает Жан Старобинский, «инструмент для поэта, а не источник жизни стихотворения». Стихотворение служит для того, чтобы поменять местами звуки ключевого слова. По словам Старобинского, в этом анализе «Соссюр не углубляется в поиски скрытых смыслов». Напротив, в его работах заметно желание избежать вопросов, связанных с сознанием: «так как поэзия выражается не только в словах, но и в том, что порождают эти слова, она выходит из-под контроля сознания и зависит только от законов языка» (cм. Приложение 1).

Попытка Соссюра изучить имена собственные в поздней римской поэзии подчёркивает одну из составляющих его лингвистического анализа – произвольную природу знаков, а также формальную сущность соссюровской лингвистики, что исключает возможность анализа смысла. Тодоров делает вывод, что в наши дни труды Соссюра выглядят на редкость последовательными в нежелании изучать символы явления, имеющие чётко определённое значение [Приложение 1]. Исследуя анаграммы, Соссюр обращает внимание только на повторение, но не на предшествующие варианты. . . . Изучая «Песнь о Нибелунгах», он определяет символы только для того, чтобы присвоить их ошибочным чтениям: если они неумышленны, символов не существует. В конце концов, в своих трудах по общей лингвистике он делает предположение о существовании семиологии, описывающей не только лингвистические знаки; но это предположение ограничивается тем, что семиoлогия может описывать только случайные, произвольные знаки.

Раз это действительно так, то только потому, что не мог представить «намерение» без предмета; он не мог до конца преодолеть пропасть между формой и содержанием – в его трудах это превращалось в вопрос. Вместо этого он обращался к «языковой законности». Находясь между, с одной стороны, концепциями девятнадцатого века, основанными на истории и субъективных догадках, и методах случайной интерпретации, основанных на этих концепциях, и, с другой стороны, структуралистскими концепциями, стирающими противостояние между формой и содержанием (субъектом и объектом), значением и происхождением в структурализме, психоанализе и даже квантовой механике – труды Фердинанда де Соссюра по лингвистике и семиотике обозначают поворотный момент в изучении значений в языке и культуре.

Русские учёные были представлены и на Первом международном конгрессе лингвистов в Гааге в 1928 году. С. Карцевский, Р. Якобсон и Н. Трубецкой выступили с докладом, в котором рассматривалась иерархическая структура языка – в духе самых современных для начала прошлого века представлений. Якобсон в своих трудах развивал идеи Соссюра о том, что базовые элементы языка должны изучаться, в первую очередь, в связи со своими функциями, а не с причинами их возникновения.

К сожалению, после прихода в 1924 году к власти Сталина отечественное языкознание, как и многие другие науки, отбрасывает назад. Многие талантливые учёные вынуждены были эмигрировать, были высланы из страны или погибли в лагерях. Только с середины 1950-х годов стал возможен некоторый плюрализм теорий – об этом в разделе 1.2.