زبان: گرامر و طاقچه

گرامر و برنامه‌های کامپیوتری ارتباط نزدیکی با هم دارند. هم گرامرها و هم برنامه‌ها راه‌حل مسائل پیچیده با اجرای دنباله‌ای از عملیات ابتدایی را تولید می‌کنند. در دهه 1830، چارلز بابیج یک کامپیوتر قابل برنامه‌ریزی به نام Difference Engine با ترکیب دستگاه‌های مکانیکی برای جمع و ضرب طراحی نمود. کامپیوترهای امروزی که در همه جا حاضر هستند مستقیم تجسم ایده‌های بابیج هستند. به طور مشابه، گرامرها از مراحل ساده برای تعریف اشیاء پیچیده استفاده می‌کنند، اجازه می‌دهد هر دو الگوریتمی و مطالعه نظری اشیاء تعریف شوند. به عنوان پیش درآمدی برای ارتباط گرامرها و پویایی‌های محدود تولید شده، و به عنوان راهی برای ایجاد شهود در مورد امکانات گرامر، این فصل گرامرها را در "منطقه اصلی" مطالعه زبان بررسی می‌کند.

گرامرها در ابتدا استان زبان شناسی توصیفی بود که برای اکثر ما از تمرینات دبیرستان در نمودار نویسی جملات آشنا بود. در سال 1951، استفان کلین، منطق‌دان با ابداع فرمال، دستور زبان گرامر برای توضیح رویکرد پیشگامانه اما دشوار وارن مک کالوخ و والتر پیتس برای طراحی «مدارهای منطقی» وارد علوم کامپیوتر نمود (کلین 1956). گرامرها از آن زمان تاکنون نقش محوری در علوم کامپیوتر نظری و عملی داشته‌اند. در اواخر در دهه 1950، نوام چامسکی گرامرها را با حدس زدن اینکه همه زبان‌های طبیعی تغییراتی در یک گرامر جهانی واحد (UG) هستند، دایره کامل گرامرها را ایجاد کرد و یک علم رسمی از زبان شناسی در این فرآیند را ارائه کرد (چامسکی 1965). بر اساس حدس چامسکی، هر زبان انسانی مشاهده شده از یک زبان دستور زبان جهانی با تنظیم (یا یادگیری) مقادیر برای مجموعه‌ای از متغیرهایی که پارامتر نامیده می‌شوند به دست می‌آید. یک بار مقادیر برای پارامترها تنظیم می‌شوند، تمام قوانین دستور زبان جهانی خاص، تعیین یک زبان خاص می‌شوند.

UG، با پارامترهای تنظیم شده، یک روش استاندارد برای ترکیب عناصر (کلمات) به رشته‌های  قابل قبول (جملات) است. با این حال، UG جنبه چند عاملی زبان را بررسی نمی‌کند. زیرا جنبه چند عاملی زبان در مرکز مطالعه سیستم‌های سیگنال/مرز، از جمله خود زبان قرار دارد، این جنبه از زبان ارزش بررسی دقیق‌تر را دارد:

·         زبان، بیش از هر چیز، یک پدیده اجتماعی است که تسهیل کننده تعامل عوامل آن است.

·         فراگیری زبان بسیار بیشتر از تعیین مقادیر پارامترها از طریق نمونه‌گیری کردن است. نوزادان و کودکان خردسال زبان را با استفاده از رویه‌های کاملاً پیچیده - ژست‌ها، توجه مشترک و مواردی از این دست به دست آورید.

·         هر فردی زبان را به شیوه‌ای متمایز و خاص تولید می‌کند. گرامرهای فردی متنوعی در یک زبان وجود دارد (کی ۲۰۰۶).

گرامری بودن رشته ای از گفته‌ها را می‌توان در غیاب آموزش خاص دستور زبان، با تشکیل مدل‌های پیش‌بینی یاد گرفت. یعنی رشته گفته‌هایی که در ایجاد تعامل مؤثر هستند در موقعیت‌های مشابه استفاده می‌شوند، در حالی که رشته‌هایی که بی‌اثر هستند کنار گذاشته می‌شوند. یادگیری از طریق پیش‌بینی نقش مهمی در توسعه گرامرهای سیگنال / مرز ایفا می‌کند (هالند، تائو، و وانگ ۲۰۰۵).

۲. گرامرهای زبانی

زبان که به طور کامل مورد استفاده قرار می‌گیرد، ظرفیتی منحصر به فرد برای انسان موجود روی زمین است. این یک توانایی عظیم برای سیگنال دادن به یک مجموعه متنوعی از موقعیت‌های محیطی، هم در حال حاضر و هم غایب است. ما هنوز با درک جامع زبان فاصله داریم، اما گرامرها کمک قابل توجهی را ارائه می‌دهند. در اصل، گرامر به توضیح توانایی زبان تولید توضیحات و ارتباطات پیچیده کمک می‌کند در حالی که از واژگان محدود استفاده می‌کند. با استفاده از دستور زبان مقایسه توالی گفته‌ها با استفاده از انواع زیادی از جملات منفرد برای توصیف موقعیت‌های مشابه است. حتی اگر تکرار بیان باشد مثلاً به عنوان راهی برای نشان دادن فوریت استفاده می‌شود، اندازه واژگان با هر گونه افزایش در انواع عوامل محیطی برجسته - اندازه، فرم، رنگ، جهت، نزدیکی، و غیره به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. توانایی رشته کردن جملات با هم در یک راه معنی‌دار تا حد زیادی نیاز به اندازه واژگان را کاهش می‌دهد.

به عنوان نمونه‌ای از کاهش ابهام ارائه شده توسط یک دنباله دستوری، موقعیتی را در نظر بگیرید که در آن یک توپ قرمز، یک توپ آبی و یک کوکی روی یک میز کوچک قرار می‌گیرد. فرض کنید که یک کودک (به نام L، برای یادگیرنده) در حال تعامل با معلم است (به نام T). L ممکن است بگوید "بیاور"، اما T باید تصمیم بگیرد که آیا یکی از توپ‌ها، کوکی یا حتی میزی است که قرار است آورده شود. اگر L بگوید "کوکی بیاور" دیگر هیچ ابهامی وجود ندارد؛ با این حال، اگر L بگوید "توپ بیاور" هنوز ابهامی وجود دارد، که با دنباله "توپ قرمز بیاور" حل می‌شود. اگر جداگانه برای هر مورد جمله‌ای بود، واژگان مورد نیاز بسیار افزایش خواهد یافت. شکل 10.1 این نکته را نشان می‌دهد. با یک گرامر ساده فعل/صفت/اسم، واژگان دوازده گفته شصت تمایز معنی‌دار را امکان‌پذیر می‌کند.

مشاهدات فراگیری زبان

بدون هیچ گونه دستورالعمل صریح در گرامر، یک نوزاد از غرغر کردن به زبانی مبتنی بر دستور زبان در طی سال‌ها پیشرفت می‌کند. چه مکانیسم‌هایی این امکان را فراهم می‌کند؟ به خوبی ثابت شده است که نوزاد معمولی دارای قابلیت‌های "سیمی" است که شامل بینایی، صدا و ژست می‌شود. یک نوزاد تازه متولد شده، بدون تمرین، بسیاری از اعمال صورت مادرش، مانند بیرون آمدن زبان را تقلید می‌کند. پس از چند ماه، نوزاد توجه خود را به هر شی مشخصی که مادرش به آن خیره می‌شود معطوف می‌کند. نوزادان برای تکرارپذیری تلاش می‌کنند. حرکت دست از تکان دادن تصادفی برای حرکت در یک جهت ثابت در سراسر میدان بینایی و سپس به لمس هدفمند پیشرفت می‌کند. از ایجاد صداهای تصادفی تا عبارات تکراری ساده پیشرفت می‌کند. نوزاد در هر پیشروی پی‌درپی شادی آشکاری از خود نشان می‌دهد. این قابلیت‌ها در بسیاری از گونه‌های پریمیت‌ها وجود دارد، اما تعامل اجتماعی انسان و یادگیری آن‌ها را به هم می‌رساند به ترکیباتی که از تجربه برای هدایت اقدامات آینده استفاده می‌کنند (پیش بینی). شواهد بیشتر و بیشتر نشان می‌دهد که برنامه‌ریزی دنباله‌ای از گفته‌های مشخص کننده زبان از این ترکیب پدیدار می‌شود (بایبی ۲۰۰۶؛ فایو گراسیس ۲۰۰۹؛ گائو ۲۰۰۱).

آزمایشات به خوبی کنترل شده پیشرفت کودک نوپا از فعالیت‌های غیر انعکاسی و حال‌گرایی گرفته تا انتساب برچسب‌ها به تجربه ادراکی، و سپس به پیش‌بینی و برنامه‌ریزی کوتاه مدت را مشخص می‌کند. در یک آزمایش معمولی، به یک کودک دو کارت هدف نشان داده می‌شود (به عنوان مثال، یک خرگوش آبی و یک ماشین قرمز) و درخواست شد یک سری از این کارت‌ها را بر اساس یک بعد مرتب کنید (به عنوان مثال، رنگ). سپس پس از مرتب کردن چند کارت، به کودک گفته می شود که دست از کار بکشد بازی اول را انجام دهید و به بازی دیگری بروید (مثلاً شکل: «خرگوش‌ها را اینجا بگذارید؛ ماشین ها را آنجا بگذارید»). مهم نیست چه ابعادی ابتدا ارائه می‌شود، کودکان سه ساله معمولاً به مرتب‌سازی ادامه می‌دهند با وجود اینکه قوانین جدید در هر آزمایشی به آنها گفته می‌شود (زلازو، گائو و تاد 2007). در مقابل، کودکان چهار ساله بلافاصله متوجه می‌شوند که دو مجموعه قانون برای بازی وجود دارد و تغییر قوانین مورد نیاز است. در امتداد خطوط مشابه، مراحل متوالی رشد زبانی ارتباط نزدیکی با افزایش استقلال و پیشرفت در کنترل گفته‌ها با هم دارند.

آگاهی، به معنای عام آن، به وضوح وقتی کودک به طور فزاینده‌ای در استفاده از زبان مهارت پیدا می‌کند، گسترش می‌یابد (دنت ۱۹۹۲؛ هوفستاتر ۱۹۹۹). اما "آگاهی" مانند تعریف دقیق «زندگی یا «ذهن» دشوار است. با این اوصاف، علوم توسعه یافته‌ای وجود دارد که بر مفاهیم دشوار تعریف شده‌ای مانند "زندگی" و "ذهن" (به ترتیب زیست‌شناسی و روانشناسی) متمرکز هستند، بنابراین ما نباید خیلی عجله کنیم که یک رویکرد به موضوع اکتساب زبان با تمرکز بر آگاهی را رد کنیم. استفاده از زبان به عنوان ابزاری برای گزارش تجربیات آگاهانه می‌تواند دیدگاه ما را نسبت به فرآیند کسب گسترش دهیم. زلازو، گائو، و تاد (2007) رویکرد جالبی را ارائه می‌کند که یک آرایش سلسله مراتبی آگاهی را بر اساس توانایی‌های وابسته به سن فرض می‌کند. مشاهدات زلازو را می‌توان با استفاده از مجموعه‌ای لایه‌ای از قوانین مشابه مدل‌سازی کرد با رویکردی که والنتینو برایتنبرگ در کتاب وسایل نقلیه‌اش در سال 1984 استفاده کرد: آزمایش‌هایی در روان‌شناسی ترکیبی.

مدل‌های «سطوح هوشیاری» (LoC) مبتنی بر قوانین-کلان هستند که مختص زبان نیستند و به‌طور در دسترس پپریمات‌های اولیه قابل اثبات هستند. چنین مدل‌هایی به دنبال ترکیب مکانیسم‌هایی می‌شوند که یا به طور مستقیم مشاهده شده‌اند یا بر اساس شواهد حدس زده شده‌اند. مدل‌ها از مکانیسم‌های رایج استفاده می‌کنند، همانطور که مهندسان از چرخ دنده‌ها و فنرها برای درک اصول کار همه چیز استفاده می‌کنند، از ساعت تا واگن، یا همانطور که فیزیکدانان هنگام بحث علیت از "جهان ساعتی" صحبت می‌کنند. اگرچه بعید است که قوانین ساده کل فراگیری زبان را در بربگیرد، حتی یک مدل مبتنی بر مکانیسم ابتدایی باید امکانات قابل آزمایشی را برای آموزش زبان دوم و ترجمه خودکار زبان پیشنهاد کند.

در این نسخه از رویکرد LoC، هر سطح از آگاهی با افزودن مکانیسم جدیدی به سطح قبلی به دست می‌آید (گائو و هلند 2008). همانطور که قبلاً از قوانین برای تعریف دو عامل استفاده می‌شود، L (یادگیرنده - یک نوزاد) و T (یک معلم زبان - مثلاً یک مادر).

سطح 0: فعالیت‌های ناخودآگاه (توانایی‌های شناختی ارثی)

پیش-سازهای پیش از نخستی برای فراگیری زبان

۱. توانایی تقلید جملات و حرکات.

۲. توانایی تشخیص بین اشیا و اعمال.

۳. آگاهی از یک شی برجسته متقابل یا عمل.

۴. رویه های یادگیری پایه، مشابه یادگیری قانون هب (1949).

قانون معمولی

(تقلید بیان) THEN (گفتار T) IF

(توجه داشته باشید که L از توانایی‌های فعلی محدود خود برای تطابق تلاش استفاده می‌کند. به عنوان مثال، T-گفتار"Gloria" می‌تواند تبدیل به L-گفتار “Do-ee” شود.)

سطح 1: حداقل آگاهی (تقویت ذاتی فعالیت‌های تکرار شونده، از تکرار صداها و حرکت به اعمالی که پاداش ذاتی ایجاد می‌کند)

مثال: حرکت جهت‌دار دست در عرض میدان بینایی (پیش‌ساز اشاره کردن)

قانون معمولی

 (<دست را به راست حرکت دهید>) THEN (دست در دایره دید) IF

سطح 2: هوشیاری محرک-پاسخ (شرطی) (برچسب‌گذاری از حافظه بلند مدت)

مثال: جملاتی که باعث پاداش ذاتی می‌شوند (مانند ایجاد T لبخند زدن)

قانون معمولی

(<بیان  "شیر">) THEN (بطری شیر موجود است) IF

اغلب همبستگی بین الگوهای تکرار شونده محیط وجود دارد (به عنوان مثال، همبستگی بین اعمال و اشیاء) که می‌تواند از طریق شرطی‌سازی مورد بهره‌برداری قرار گیرد.

سطح 3: آگاهی بازگشتی ساده (استفاده از عبارات به دیگران را وادار به عمل کنید)

مثال: جملاتی که وقتی غذا قابل مشاهده باشد منجر به بدست آوردن غذا می‌شود

مجموعه قوانین معمولی

(<بیان "شیر">) THEN (بطری شیر موجود است) IF

T بطری شیر می‌آورد.

(<شیر بنوشید>) THEN (بطری شیر در دهان) IF

سطح 4: آگاهی بازگشتی گسترده (استفاده از برچسب‌ها به وقتی شیء وجود ندارد باعث شود دیگران عمل کنند)

مثال: بدست آوردن غذا زمانی که غذا قابل مشاهده نیست

مجموعه قوانین معمولی

<" شیر "> THEN (گرسنه و هیچ غذایی قابل مشاهده نیست) IF

T بطری شیر می‌آورد.

(<شیر بنوشید>) THEN (بطری شیر در دهان) IF

سطح 5: خودآگاهی (توالی برنامه‌ریزی شده درونی از عمل، از جمله جملات متوالی، که آن را ممکن می سازد برای نگاه کردن به آینده و کشف روش‌های جایگزین اقدام)