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赤ちゃんの話し方の奇妙な物理学

すべての新しい親と同じように、生後 9 か月の娘と一緒におしゃべりをするとき、私は変人のように聞こえます。それは大丈夫です:それは彼女を喜ばせます.私はときどき彼女に何を言っているのか尋ねます。彼女は明らかに肯定的な発言をし、大きな青い目で私を見ています。 ああ、新しいおむつをありがとう? 彼女の発声 — 鳴き声とうわー そしてヤーワ —驚くべき活気と一種の生態学的意義を持つことができます.科学者によると、私の娘の騒音は、私が「単純化された、より簡単に習得できる言語」を生み出すように「触媒作用」を与えます。

私の娘は今、定期的に「ママ」と言っています。私の妻はこれを、赤ちゃんが彼女の注意を引きたがっていることを意味していると考えています. Neuroscience &Biobehavioral Reviews で 2017 年の論文を読んだ後、少しがっかりしました。 、タイトルは「言語の成長:普遍的な文法、経験、および計算の原則」。言語習得を研究しているペンシルバニア大学のコンピューター科学者であるチャールズ・ヤンは、同僚とともに次のように書いています。それらは「無意味な音節のリズミカルな繰り返し」にすぎません。 (申し訳ありません、ダニエル!) この「セマンティック コンテンツ」の欠如は、言語学習のパンとバターであ​​る「せせらぎが言語単位 (音素と音節) を組み合わせて組み合わせ構造を作成する」ため、がっかりする必要はありません。

言語がどのようにして学習しやすいものになるのかというパズルは、最近、私を完全に当惑させました.赤ちゃんは無力です。 子供子供を教えてあげればわかる 靴ひも結びなどの新しいアイデアやスキルを身につけることができます。彼らはあなたの言っていることを理解し、動きをまねることができます。それでも、私の娘は、自分の靴を結ぶ前に、少し大雑把ではありますが、確実かつ楽に文法に従います.言語はもちろん、赤ちゃんが何かを学ぶのは不思議です。オウムは優れた言葉の模倣者であり、せせらぎをしたり、言葉を個別の単位に分解したりすることはできません。ヤンと彼の同僚は、「有名なオウムであるアレックスが提供できた最高のものは、「スプール」という言葉を「スウール」と表現したことであり、別のオウムがオブジェクトにラベルを付けるように教えられたときに明らかに拾った.

言い換えれば、オウムは、階層的な言語構造の原動力であるマージという現象に参加していません。すべての人間の言語には「聞き取れず、目に見えない階層構造」があり、私たちが子供の頃、聞く音のシーケンスにそれを押し付けている、と言語学者のデイビッド・アジャーはノーチラスの中で書いている 特集「このシンプルな構造がすべての人間の言語を統合する」 「私たちは音を聞いたり記号を見たりしますが、私たちの心は構文を考えます。」そのため、幼児はあらゆる言語を学ぶことができます。頭の奥深くに隠されている何かが、構文や各言語特有の文法を、まるで顔のように明らかであるかのように認識します。 「何十年にもわたる集中的な研究にもかかわらず、幼児の文法における言語の複雑さの完全なスケールは、言語科学者もエンジニアも同様にまだ理解できていません。」

おそらく、物理学者が今、声を上げているのは驚くべきことではありません。以前はパリの高等師範学校に在籍し、現在はトロントのライアソン大学に在籍している理論物理学者の Eric DeGiuli の最近の論文を見てみましょう。彼の論文では、言語、特にほとんどすべての言語が共有する「文脈自由文法」は、子供たちが単語や文を聞いて対話する物理的なオブジェクトとして扱うことができると主張しています。文脈自由文法では、文は木のようなグラフィカルな構造を持っています。「The bear walk into the cave」は、名詞と動詞句 (それぞれ「the bear」と「walked into the cave」) に分解できます。これらの要素は、名詞や動詞などのより基本的な単位に分解されます。これを木の葉と呼ぶかもしれません。

赤ちゃんが森の中を飛んでいるという不条理なイメージを私に与えました。赤ちゃんが「触れる」言語の「表面」は、意味のあるものと無意味なものの両方で、単語を文にできるすべての構成です。 「各文法は文の確率を定義します」と DeGiuli は書いています。英語では、次々と現れる特定の単語は、他の単語よりも文法的に意味をなす可能性が高くなります。 DeGiuli は、赤ちゃんの心の中で、意味のある単語の組み合わせには重みが割り当てられ、意味をなさない単語の組み合わせには重みが割り当てられないと言います。これらの単語のさまざまな配置は、「統計力学におけるマイクロステートのようなものです。つまり、システムの構成粒子のすべての可能な配置のセットです」と、科学ライターのフィリップ・ボールは、DeGiuli の論文の記事で書いています。 「問題は、考えられるすべての [文脈自由文法] の中で、ランダムな単語の文を生成する [文脈自由文法] と、情報が豊富な文を生成する文を区別するのは、どのような種類の重み分布かということです。」

意外にも「温度」が関係しています。暑さや寒さのように文字通りの温度ではなく、温度に似た尺度です。 DeGiuli にとって、高温はランダム性に関連し、低温はより決定論的であり、部屋や物体の高温が原子の迅速で無秩序な動きによるものであることに似ています。彼は、文脈自由文法には「文法の複雑さを制御する 2 つの自然な「温度」尺度があり、1 つは表面の界面にあり、もう 1 つは木の内部にある」と書いています。ボールが説明するように:

統計力学の手法を使用する DeGiuli の理論的分析は、重要な要素が 2 つあることを示しています。つまり、重み付けが階層ツリーの奥深くで分岐を「剪定」する程度と、表面 (特定の文が表示される場所) でそれを行う程度です。どちらの場合も、この分岐のまばらさは、統計力学における温度に類似した役割を果たします。表面と内部の両方で温度を下げることは、重量をさらに減らすことを意味します。深部の温度が下がると、つまり木の内部がまばらになると、DeGiuli はランダムで無秩序な [文脈自由文法] から、情報量の多いものへの突然の切り替えを確認します。このスイッチは、水の凍結に似た相転移です。彼は、このスイッチのような何かが、発達の特定の段階で、子供が文法的な文を構成する方法を非常に速く学ぶ理由を説明するかもしれないと考えています.

水を冷やしたときのように言語が固定されるという考えは、奇妙で魅力的な考えです。話せる子の心に何かが「結晶化」したと言っても過言ではありません。しかし、理論物理学が注目する自然界の多くの場合と同様に、それが正確にどのように起こるかを言うのは難しい.娘と遊んで原始的な言葉を聞いていると、ヤンと彼の同僚に同情します。「言語の成長は奇跡にほかなりません。」

Brian Gallagher は Facts So Romantic の編集者です。 ノーチラスのブログ . Twitter @BSGallagher で彼をフォローしてください。


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