Глава 5Язык и мышление

5.1. Синтаксис и грамматика. Продукции

В рамках рассматриваемых модельных представлений процесс мышления неразрывно связан с использованием некоторого языка мышления. Введение такого языка связано с необходимостью упорядоченного использования в процессе мышления простых и сложных высказываний, правил вывода, умозаключений, логических связок, предикатов, играющих роль сказуемого в высказываниях, объектных пе-ременных и констант, кванторов и других элементов описания мира.

77

ности к оперированию правильно построенными фразами (высказываниями), отображающими различные аспекты мира: объекты, части объектов, отношения между объектами и их частями, их свойства, указания на то, кто совершает действие, на кого направлено это действие, его обстоятельства, условия и т.д.

Формирование и проверка правильности написания фраз с точки зрения их синтаксиса и грамматики представляют собой первый уровень анализа смысла этих фраз. Иначе говоря, в определенной степени смысл выражений может выявляться путем чисто формальных методов анализа. В рамках формальных логик, применяемых в системах искусственного интеллекта, ис-пользование правил синтаксиса и грамматики является основой манипулирования с фразами. Но в естественных языках эти правила также имеют большое значение, причем именно для анализа смысла фраз.

Для примера рассмотрим ставшую классической для лингвистов фразу «Глокая куздра бодланула бокрая и кудлачит бокренка». Несмотря на то что практически все слова этой фразы бессмысленны и ни одно из них не может быть узнано вне синтаксического контекста, сама фраза имеет некоторое вполне очевидное истолкование. Это истолкование сводится к тому, что некая «куздра», имеющая явно женский род и обладающая определением «глокая», произвела два действия: одно, направленное на «бокрая», и второе — на «бокренка», причем ясно, что «бокренок» понятие уменьшительное.

В развитых системах формальных грамматик, направленных на анализ и построение фраз, грамматический анализ включает в себя и некоторое множество правил переписывания (подстановки), или продукций (39; 266—278). Продукция состоит из заголовка (слева от символа =>) и тела (справа от символа =>). Переписать правильно построенную фразу значит заменить в ней заголовок некоторой продукции ее телом. Системы продукций (правил переписывания) в принципе позволяют строить и анализировать фразы естественного языка и могут рассматриваться как варианты реализации хождения по узлам (ссылкам) семантических сетей.

Рассмотрим примеры нескольких продукций:

фраза => глагол, группасущ

группа сущ => местоимение, прилагательное, существительное

существительное => «строка», «буква»

глагол => «стереть», «напечатать»

Субъект действия

Существительное суменьшительнымсуффиксом

Рис. 30. Содержательный смысл мыслительного процесса в определенной части может быть выражен чисто формальными средствами. Синтаксический и грамматический анализ способен в принципе привести к выявлению некоторого смыслового содержания

Объект действия

Дополнение

Правило (1) означает подстановку вместо слова фраза группы слов глагол, группасущ. Наиболее существенно правило 1 для языков, обладающих правильным порядком слов, например для английского языка (где данное правило имеет, конечно, вид фраза => группасущ, глагол). Другими словами, оно имеет смысл: «Для формирования фразы взять слово из синтаксической категории глагол и поставить за ним последовательность слов из синтаксической категории группа сущ». Соответственно правило (2) гласит: «Заменить при переписывании слова "группасущ " на слова "местоимение, прилагательное, существительное"».

Переписывания могут иметь и обратный порядок, когда тело фразы заменяется ее заголовком. В этом-случае мы получаем процедуры, связанные с различными подходами к автоматическому распознаванию текстов и их переводу с языка на язык. В итоге такого рода переписываний осуществляется переход от одного понятия (группы понятий) к другим понятиям или свойствам, переход от более общих понятий к частным, вплоть до имен конкретных предметов и действий. Процесс переписываний, с одной стороны, представляет собой аналитический вариант реализации правил хождения по семантическим сетям. С другой стороны, этот процесс является моделью процедур построения естественных умозаключений, когда

мы многократно определяем одни понятия через другие и часто делаем это до тех пор, пока не осуществим определение на уровне конкретных действий или названий реальных объектов. (В конечном счете только определение понятия через конкретные действия или реальные объекты может быть окончательно полным, см. гл. 1, раздел 2.)

Возникает вопрос; чем на рассматриваемом нами самом общем уровне отличаются методы смыслового анализа и построения фраз, используемые в естественном языке и мышлении, от чисто формальных синтаксических и грамматических методов анализа и построения фраз, имеющих место при переписывании продукций? Ведь общая структура продукции — «А есть В и С» (в смысле «А может быть заменено на структуру В и С») — является основой построения определений в естественном языке и мышлении. В этих случаях типичная форма определения звучит как: «Окружность представляет собой геометрическое место точек...» или «Деньги — это эквивалент труда». Такая форма определения (в контексте нашего рассмотрения) имеет тот же смысл — заменить понятие, стоящее в голове определения, на формулу, стоящую в теле определения.

Отметим, что рассмотренная нами ранее (разделы «Механизмы мышления» и «Семантические сети») форма продукций, имеющая видА=> В, что читается как «если А, то 5», также может рассматриваться как предписание о замене при переписывании схемы продукции выражения А на выражение В.

5.2.

При рассмотрении аналогий между мышлением и языком необходимо остановиться на вопросе о поверхностных и глубинных структурах языка. Универсальную теорию грамматик, основанную на понятиях глубинных и поверхностных структурах языка и правил преобразования одних в другие, предложил в 50—60-х годах этого века Ноам Хомский. Для пояснения этих терминов рассмотрим простую фразу, типа «футболист ударил по мячу». Ясно, что смысл этой фразы в принципе не изменится, если она будет иметь вид «мяч был ударен футболистом», «футболист нанес удар по мячу» или «удар по мячу был сделан футболистом» и т.д.

Приведенные варианты фразы представляют собой примеры различных внешних структур. В чем-то эти варианты отличимы друг от друга, однако в теории предполагается, что все они обладают некоторой единой глубинной структурой. Например, такая структура может представлять собой участок семантической сети или просто граф, построенный по принципу определения соотношений между группой 80 Сказуемое: ударил(действие)

подлежащего, определяющей субъект действия, группой сказуемого, определяющей действие, группой дополнения, определяющей объект, на кото-рый направлено действие (рис. 31).

Разные способы хожде

Фразе

Подлежащее: футболист >-

(субъект действия)

\ /

Дополнение: по мячу(объект действия)

Р и с. 31. Пример графа, иллюстрирующего глубинную структуру фразы ния по узлам графа в принципе иллюстрируют переход от одной поверхностной структуры к другой, т. е. способы построения разных поверхностных структур. Если мы будем рассматривать в виде подлежащего «мяч», то перейдем к фразе «мяч был ударен...», если заменим одно действие «ударил» на другое, эквивалентное «нанес удар», то перейдем к следующей поверхностной структуре и т.д.

Соотношение поверхностных и глубинных структур языка имеет важное значение не только для понимания сущности мыслительных процессов, но и для анализа вопросов перевода. Как известно, невозможно абсолютно точно перевести некоторый текст с одного языка на другой.

В этом смысле можно считать, что хороший перевод дает некоторый вариант поверхностной структуры текста, полностью сохраняя при этом саму его глубинную, смысловую сущность, как говорят, сохраняя «авторский дух». Аналогично обстоит дело и с проблемой взаимного понимания людей. Как бы ни были близки люди в отношении своих баз знаний, мотиваций, способов восприятия и мышления, эмоциональных характеристик, два человека (учитель и ученик, собеседники, родители и ребенок, автор и читатель, муж и жена) только «в пределе» способны полностью понять друг друга.

Смысл порождающей грамматики, так же как и смысл поверхностных и глубинных структур в мышлении, может быть проиллюстриро-ван при анализе правил преобразований математических выражений. Приведем несколько примеров формул, имеющих совершенно одинаковый смысл, но разную форму записи. В записяхА=В и В=А или у = кх и х =у/к правая и левая части имеют разный внешний вид, хотя сами записи содержат один и тот же набор символов. В записях типа (а+Ь)2 = =а2 + Ь2 + 2аЬ и (а+Ь)2= (а+Ь) (а +Ь) правые части имеют разный внеш-

ний вид: хотя эти части содержат тот же набор переменных и констант, эти переменные и константы связаны разными функциональными зависимостями. Наконец, в каждой из записей типа ^ = ятх/соях, Г = та правая и левая части содержат разные наборы символов (т. е. имеют разные поверхностные структуры), которые преобразуются друг в друга согласно особым правилам.

Использование для иллюстрации сущности глубинных структур семантических сетей удобно и для целей представления еще одного важнейшего свойства языка и мышления — способности к генерации поверхностных структур различного типа. Действительно, невозможно даже представить, что все варианты поверхностных структур, имеющих одну и ту же глубинную структуру, хранятся в памяти.

Отметим важный факт: как будет показано далее (разделы «Творческое мышление» и «Способности») способность к генерации новых идей является одной из важнейших характеристик творческого мышления вообще. В этом смысле весьма показательно наличие внутрен-ней необходимости порождения новых поверхностных структур в процессе языкового мышления. Причем наличие четкой дифференци-

Рис. 32. Неразрывность связи процессов мышления, обучения и творчества. В процессе мышления организм обучается создавать различные глубинные смысловые структу-ры. Еще в большей степени механизмы обучения участвуют в процессах порождения (генерации) вариантов поверхностных структур одной и той же глубинной смысловой

информации

рованности глубинной структуры фразы, фиксированной в структуре участка семантической сети, дает основу для регулярности процессов порождения. Действительно, задавая порядок передвижения от узла к узлу участка сети, мы задаем и порядок порождения вариантов поверхностных структур.

Рассмотрение процессов мышления с таких позиций наводит на мысль о творчестве и обучении как о внутренних, неотъемлемых и неизбежных характеристиках мышления, связанных с необходимостью перехода от использования огромных массивов памяти к процессам порождения новой информации по мере возникновения потребности в этой информации (рис. 32).

5.3. Языковые характеристики высших животных

Рассмотренные характеристики моделей языковых структур, непосредственно связанных с процессами мышления, интересно сопоставить с характеристиками языка таких высокоразвитых животных, как высшие обезьяны. Изучение языковых возможностей обезьян дало интересные результаты при использовании языков жестов. Еще в середине этого века исследователи поняли, что бессмысленно пытаться учить обезьян говорить, так как их речевой аппарат не приспособлен для этих целей. Зато в силу своей биологии обезьяны хорошо приспособлены для использования жестов при общении. Многочисленные эксперименты, проведенные в Сухумском питомнике, показали, что даже низшие обезьяны, например макаки, способны обучаться разным жестам (13, 290—293). Например, сигнальным знаком при просьбе ореха было соприкосновение большого и указательного пальцев руки (знак «О»), при просьбе земляники — полураскрытая кисть руки (условный знак «С»), при просьбе хлеба — сжатый кулак, яблока — раскрытая ладонь и т.д. (рис. 33, А).

Впечатляющие результаты получены в работах, когда исследователь и обезьяна общались между собой, составляя сообщения при помощи жетонов, раскладываемых в определенном порядке на специальной доске.

Психолог Дэвид Примак обучал шимпанзе общаться с собой при помощи жетонов, располагаемых в нужном порядке на магнитной доске. Использовались пластиковые жетоны, покрытые тонкой магнитной пленкой. Жетоны имели разную форму и разный цвет, что ставилось в соответствие с разной смысловой нагрузкой, придаваемой этим жетонам. Так, например, жетон, имеющий форму буквы Ж, обозначал «шоколад», жетон, имеющий форму квадрата, — «банан», треугольника — «яблоко» и т. д. Отдельные группы жетонов обозначали такие действия, как «дать», «брать», такие понятия, как «различный», «одинаковый», «да», «нет», «если... то».

I' и с. 33. Языковые и мыслительные способности высших обезьян выясняются при использовании языка жестов и действий. А. Условные жесты обезьян, выражающие по-требность в пище: знак «О» — орех, знак «С» — земляника, знак «А» — хлеб, знак «Вм — яблоко, знак «Ф» — редис. Б. Использование жетонов различной формы и цвета, имеющих после обучения обезьян различные смысловые нагрузки, позволяет им стропи, фразы типа «Сара брать яблоко», «Мери дать шоколад Сара». В. Наличие принципиальных способностей к построению новых слов, значение которых являются осмысленными комбинациями уже известных понятий

В этих экспериментах обезьяна по имени Сара обучалась строить различные предложения, по-разному комбинируя, т.е. располагая в разной последовательности, слова-жетоны. В качестве примеров таких предложений в (28, 156—163) приводятся комбинации: «Сара 84 брать яблоко», «Мери дать шоколад Сара» и т. д. Не менее интересными в плане комбинационных возможностей являются примеры, в которых шимпанзе образуют названия для новых объектов, например, называя редис как «плакать боль еда», арбуз как «конфета пить» или в других случаях как «фрукт пить». Ю.Линден (28, 156—163) пишет, что в случае создания названия для арбуза обезьяна «угрожающе близко подошла к той созидающей символизации, которая вызвала к жизни английское слово watermelon» (водяная дыня) (рис. 33, Б, В).

Особый интерес вызывает то, что по некоторым данным высшие обезьяны могут использовать вполне определенный порядок слов, что свидетельствует о наличии у них определенных зачатков синтаксических и грамматических правил. В частности, Линден пишет о способности шимпанзе различать и использовать различные предикатные структуры, такие, как, например, щекотать (х,у), где (.щекотать» — предикат, х, у — аргументы, обозначающие имена субъекта и объекта действия. Другими словами, шимпанзе различает и использует фразы типа «Ты щекотать меня» и «Я щекотать тебя».