Формальные модели в фонологии Классификационные и динамические

Формальные модели в фонологии

Классификационные и динамические модели в фонологии • Системная организация фонетикофонологического уровня позволяет создавать его формальные описания. Важные свойства фонетического инвентаря любого языка: • материальность; • доступность прямому наблюдению.

Классификационные и динамические модели в фонологии • Из чего состоит фонетический уровень языка? - классификационные фонологические модели, созданные в конце XIX – первой половине ХХ веков. • Классификационные модели в силу своей статичности не могут объяснять, как функционирует фонетическая система.

Классификационные и динамические модели в фонологии • Переход от описательных моделей к динамическим стал возможен благодаря уже имевшимся способам описания фонологических систем.

Классификационные и динамические модели в фонологии • Особую роль здесь сыграли идеи лингвистов, принадлежавших к Пражскому лингвистическому кружку.

Идеи Пражского лингвистического кружа 1. Форма – это акустический облик, который позволяет нам различать звуки. Значимость – это способность звука влиять на значение слова.

Идеи Пражского лингвистического кружа 2. Понятие дифференциального признака: именно дифференциальные признаки выполняют смыслоразличительную функцию (а не сами фонемы).

Идеи Пражского лингвистического кружа 3. Структура фонемы мыслилась как пучок неупорядоченных дифференциальных признаков. • [t] и [d] различаются по глухости/звонкости; • [t] и [z] – по глухости/звонкости, а также по смычности. • Чтобы образовать оппозицию, достаточно одного дифференциального признака.

Идеи Пражского лингвистического кружа • Бинарность дифференциальных признаков: каждый признак может принимать одно из двух возможных значений [+/-]. [k] [- звонкий] [g] [+звонкий]

Идеи Пражского лингвистического кружа • Дифференциальные признаки не могут проявляться в определенной степени, т. е. невозможной становится градация признака.

Идеи Пражского лингвистического кружа • В фонетике характеристика звука может проявляться в разной степени. • В фонологии принят более абстрактный подход, согласно которому звуки описываются только с точки зрения наличия или отсутствия определенного признака.

Генеративная фонология Хомского и Халле • Генеративная фонология Н. Хомского и М. Халле - один из блоков генеративной грамматики. • Генеративная грамматика – модель, которая должна отражать нашу языковую способность, т. е. умение строить и понимать грамматически правильные высказывания.

Генеративная фонология Хомского и Халле • Фонологический компонент в модели должен был моделировать процесс, который приводит к построению правильной фонетической характеристики для предложения с уже известной семантической и грамматической структурой. • Принципы, предложенные Хомским и Халле для фонологического уровня, во многом основаны на идеях пражских структуралистов.

Генеративная фонология Хомского и Халле • В 1968 г. вышла книга Хомского и Халле «Звуковая модель английского языка» (The Sound Pattern of English). • В этой работе были впервые сформулированы принципы динамического моделирования фонетической системы языка.

Генеративная фонология Хомского и Халле Звуковая структура любого естественного языка может быть описана как порождение поверхностного представления слова из абстрактного глубинного представления при помощи последовательного применения фонологических правил.

Генеративная фонология Хомского и Халле Глубинное представление – это то представление звукового состава слова, которое носитель языка должен просто выучить. ДУБ • /d/ - звонкий смычный зубной согласный; • /u/ - губной гласный заднего ряда верхнего подъема; • /b/ - звонкий смычный губно-губной согласный.

Генеративная фонология Хомского и Халле Из глубинной формы происходит порождение вариантов слова, т. е. словоформ. При этом происходит увязывание фонологической и морфологической информации.

Генеративная фонология Хомского и Халле лес – леса цвет – цвета глаз – глаза пруд – пруды лист - листы сад – сады • Чтобы получить форму множественного числа, необходимо взаимодействие фонологической, морфологической и лексической информации о слове.

Генеративная фонология Хомского и Халле • В ранней версии генеративной фонологии предложение представляется как совокупность трех характеристик: семантической, синтаксической и фонетической.

Генеративная фонология Хомского и Халле Семантико-синтаксическая характеристика высказывания Подстановка звуковых оболочек морфем из лексикона Фонологическая репрезентация Преобразование на основе фонологических правил Фонетическая репрезентация

Генеративная фонология Хомского и Халле • Чтобы озвучить предложение, необходимо подставить на соответствующие позиции в предложении оболочки значимых единиц. • Подстановка делается на основе лексикона особого словаря, в котором каждый корень и аффикс представлены тремя характеристиками: семантической, грамматической и фонетической.

Генеративная фонология Хомского и Халле • После того как звуковые оболочки морфем подставлены, применяются фонологические правила, которые производят необходимые контекстные преобразования. • На выходе этих правил получается та характеристика предложения, которая поступает на вход механизма артикуляционного программирования, находящегося уже за пределами языковой системы.

Формирование фонологической репрезентации • В модели 1968 г. лексикон представлял собой множество словоформ со стандартными оболочками. • Проблема: в любом языке имеются морфемы, звуковые варианты которых не подчиняются стандартным правилам, а выводятся на основе исторических чередований.

Формирование фонологической репрезентации • Решение проблемы: при формировании фонологической характеристики предложения допускалось использование особых правил, ориентирующихся на специальные диакритические пометы при словарных единицах.

Формирование фонологической репрезентации • Хомскому и Халле пришлось ввести большой блок вспомогательных операций - правил адаптации, которые осуществляли построение репрезентаций фонологического уровня.

Формирование фонологической репрезентации • Поверхностно-синтаксическая структура предложения Брат задержится на работе: • [[['брат' + Nom. Sg] N ] NP [['задержать' + Fut + Perf+ 3 p. Sg + Pass] V [['на'] Рrер ['работа'] N] NP]VР]S

Формирование фонологической репрезентации • Фонологическая оболочка до применения правил: ||## брáт ## зад'éржица ## на#работ'е##||

Формирование фонологической репрезентации • Какие операции нужно осуществить для получения такой записи? 1. выбор между [с'а] и [с'] (задержится - задержусь) 2. перевод сочетания [т'с'] в [ц], поскольку это нерегулярный процесс. 3. Смягчение согласного перед окончанием -е, поскольку в общем случае смягчающее действие [е] на предшествующий согласный не обязательно. 4. Расстановка ударения на основе диакритических помет об акцентных свойствах основ и аффиксов.

Формирование фонологической репрезентации • Необходимость отразить операции делает систему правил адаптации достаточно сложной. • Это заставило М. Халле признать необходимость введения в порождающую грамматику особого морфологического компонента, в функции которого входит осуществление морфонологических чередований.

Фонетическая репрезентация • После того как исходная фонологическая репрезентация сформирована, к ней применяются правила, которые пошагово переписывают ее вплоть до получения производной (фонетической) репрезентации.

Фонетическая репрезентация ||## брад ## зад'éржица ## на#рабóт'е##|| (после правила озвончения) ||## брад ## зад'éржицъ ## нъ#рабóт'ь##|| (после правила редукции)

Фонетическая репрезентация • Фонетическая запись на выходе фонологических правил не рассматривается как прямое отражение произношения или акустического сигнала. • Она признается достаточно абстрактной инструкцией для последующего артикуляционного синтеза высказывания.

Форма и организация фонологических правил • Правила фонологического компонента имеют такую стандартную форму: A → B / X__Y • Здесь А идентифицирует единицу, которая подвергается действию правила, В указывает, какую форму эта единица должна принять, а X и У означают левый и правый контексты для А.

Форма и организация фонологических правил • Правила формулируются в терминах признаковых матриц, и поэтому действуют на любой элемент класса, который описывается данными признаками.

Форма и организация фонологических правил • правило регрессивного озвончения в сочетаниях внутри слова: - вок +конс → [+звонк] /__ + конс + звонк • Характеристика [-вок, +конс] задает класс шумных • Запись правила означает, что шумный становится звонким в позиции перед звонким шумным.

Форма и организация фонологических правил • Правило оглушения совершенно симметрично: - вок + конс → [- звонк] /__ - вок + конс - звонк

Форма и организация фонологических правил • Существует способ объединения этих правил: для этого используется греческая буква α, которая указывает на переменное значение признака: - вок + конс → [α звонк] /__ + конс α звонк

Форма и организация фонологических правил • Чтобы это правило действовало также и на стыках слов, нужно указать возможное наличие словесной границы между шумными. - вок + конс → [α звонк] /__## + конс α звонк

Порядок применения правил • В начальном варианте порождающей фонологии одним из главных постулатов было признание строго фиксированного порядка правил. • Этот принцип был связан со стремлением выводить все варианты морфем из единой записи в лексиконе и при этом избегать морфонологических (т. е. исторических) правил.

Порядок применения правил Sign – signify • падение [g] перед конечнослоговым [n] • компенсаторное удлинение [i] • переход [i: ] в [ai] • Итог: [sign] →[si: n] → [sain].

Порядок применения правил • В нынешнем состоянии английского языка sign и signify имеют в лексиконе единую запись корня /sign/. • Наблюдаемая форма [sain] рассматривается как результат действия синхронных фонологических правил, которые воссоздают исторические изменения.

Порядок применения правил • seen возводится к глубинной форме /se: n/. • Процесс перехода [е: ] в [i: ] начал действовать в период, когда переход [i: ] в [ai] уже закончился, и новые [i: ] в [ai] уже не переходили. • В описании Хомского и Халле последовательность исторических процессов отражена с помощью упорядочивания «синхронных» правил: правило [i: ] → [ai] предшествует правилу [е: ] → [i: ].

Роль генеративной фонологии • Переход от классификационных задач к задачам формального моделирования выдвинул ряд новых проблем, которые в традиционной фонологии не могли существовать.

Проблемы • Установка на минимальность словаря • Фонологичность всех динамических процессов • Стремление к стандартной выводимости всех алломорфов из единой словарной записи морфемы.

Проблемы • Порождение фонетических структур происходило на основе сильно редуцированного лексикона с применением огромного количества правил. • Многие сомневались в психолингвистической реальности этой модели.

Естественная порождающая фонология • Феннеман считал, что носитель языка помнит все употребленные словоформы в готовом виде, поэтому нет необходимости каждый раз порождать звуковые оболочки словоформ.

Естественная порождающая фонология • Более умеренные представители этого направления исключили искусственные глубинные формы и отказались от строгого порядка применения правил. • Вместо этого они отделили морфонологические чередования от собственно фонологических, и это компенсировало свободный порядок применения правил.

Естественная порождающая фонология Вход R 1, R 2…Rn Да Было ли применено какое-либо правило? Нет Выход

Естественная порождающая фонология • поезд в степи /здвст/→— /здфст/ →/зтфст/ →[стфст] • хвост сгнил /стcг/ →/стзг/ →/cдзг/ →[здзг]

ИТОГ • Генеративная фонология относится к классу линейных фонологических моделей, поскольку в ней лексемы представлены в виде звуковых последовательностей. • Каждый звук цепочки описывается матрицей признаков. • Правила действуют на любой элемент класса, который описывается данными признаками.

ИТОГ • В начальном варианте порождающей фонологии одним из главных постулатов было признание строго фиксированного порядка правил. • Этот принцип был тесно связан со стремлением по возможности выводить все варианты морфем из единой записи в лексиконе и при этом избегать морфонологических правил.

Двухуровневая фонология (two-level phonology) • В линейных фонологических моделях фонологические формы представляются как линейные цепочки символов. • Двухуровневая фонологическая модель используется в тех системах, которые работают с последовательным орфографическим вводом информации.

Двухуровневая фонология (two-level phonology) • Традиционная генеративная фонология не давала полного и непротиворечивого описания морфологического компонента языков агглютинативного типа, а также языков с развитой морфологией. • Выход: использование конечных автоматов. Было предложено заменить последовательное применение правил на синхронное (одновременное).

Двухуровневая фонология (two-level phonology) • Модель Коскенниеми включает в себя два компонента: 1. фонологические правила, представленные в виде конечного автомата; 2. лексический компонент, или лексикон, который включает в себя индивидуальные слова или морфемы в их глубинной форме.

Работа правил в генеративной фонологии 1. Правила понимались как правила последовательного переписывания. Если правило записано в таком виде: а→b, то всякий раз, применяя данное правило, мы должны заменять а на b. Это означает, что после замены символ а больше не существует, т. е. он недоступен для действия других правил.

Работа правил в генеративной фонологии 2. Правила применялись последовательно. После работы каждого правила возникал промежуточный уровень репрезентации, который и служил входным материалом для следующего правила.

Работа правил в генеративной фонологии 3. Правила применялись в строгой последовательности, упорядоченно, но не одновременно. Применение правил в ином порядке приводило к искажению конечного результата, т. е. поверхностной структуры высказывания.

Работа правил в двухуровневой фонологии • Двухуровневые правила применяются одновременно, т. е. параллельно. • Параллельное применение правил не создает промежуточных уровней представления. Для двухуровневой модели достаточно двух уровней: глубинного и поверхностного.

Работа правил в двухуровневой фонологии • Устанавливается однозначное соответствие между парами глубинных и поверхностных символов. Таким образом, а не превращается в b, и поэтому а продолжает оставаться доступным другим правилам.

Работа правил в двухуровневой фонологии • Правила могут применяться и к глубинному, и к поверхностному представлениям. • Это означает, что двухуровневое правило может соотноситься как с глубинным представлением а, которое соответствует поверхностной репрезентации b, так и наоборот.

Работа правил в двухуровневой фонологии • Правила могут применяться в двух направлениях: и в направлении генерации словоформ, и в направлении распознавания уже готовых словоформ.

Генеративная фонология Вид правила Двухуровневая фонология Переписывание символа A→B Однозначное соответствие между символами A: B Последовательный Параллельный Наличие промежуточных уровней репрезентации Да Нет Доступность символа для последующих правил Нет Да Возможность применения правил к поверхностному уровню репрезентации Нет Да Возможность распознавания словоформ Нет Да Порядок применения правил

Разбор полетов Генеративная фонология 1. Подъем гласного e→i /_Ci 2. Палатализация t →c/_i

Разбор полетов • • Глубинная структура: Промежуточная структура Правило 2 Поверхностная структура: temi ti mi cimi

Разбор полетов Двухуровневая фонология • Глубинная структура • Поверхностная структуру temi сimi Общий вид правила t: с↔ @: i

Разбор полетов • • Соответствие (t : с), Оператор ↔ Окружение (_@ : i). Символ @ означает любой фонологический компонент, включенный в данное описание. Его важность состоит в следующем: он Символ @ заменяет два возможных варианта: e: i и i: i.

Разбор полетов • Модель Коскенниеми применяется в мощных промышленных компьютерных системах. • Модель двухуровневой фонологии является продуктивной при анализе естественных языков с хорошо развитой морфологией.

Нелинейные фонологические модели • Ряд фонетических явлений не может быть описан линейно. • Целый класс моделей представляет фонологическую и фонетическую информацию не линейно, а в виде уровневых структур. Такие модели называются нелинейными.

Автосегментная фонология • Тональные языки: если тон является дифференциальным признаком конкретной гласной фонемы, то почему некоторые гласные фонемы обладают двумя разными тонами? • Линейные фонологические модели не могут разрешить подобные противоречия.

Автосегментная фонология • Дж. Голдсмит: фонема - совокупность автономных сегментных единиц фонологической структуры. • Такое представление предполагает, что отдельная фонема имеет внутреннюю структуру, и единицы этой структуры автономны.

Автосегментная фонология • Фонологическая структура слова представляет собой синхронное соотнесение разных единиц фонологической структуры, в частности, артикуляторных признаков фонем и тонов. • Отдельные фонемы и тоны при произнесении неотделимы друг от друга, но при этом являются автономными фонологическими единицами. • Эти единицы располагаются на разных ярусах.

Автосегментная фонология x x метрический уровень σ σ σ слоговой уровень R R R O NCONC ө ə blæk kæ t Cl Wd рифма слога приступ, ядро, кода слогов сегментный уровень Wd морфонологический уровень Wd

Автосегментная фонология • Автосегментное представление внутренней структуры фонемы позволило объяснить многие фонологические закономерности, например, последовательное распространение процессов ассимиляции в слове.

Автосегментная фонология • Фонологические правила понимаются как изменение сложной многоуровневой структуры фонемы при помощи манипуляции ее отдельными частями. • Правила могут манипулировать отдельными единицами фонологической структуры, поскольку эти единицы располагаются на разных ярусах.

Автосегментная фонология • В нелинейной фонологии изменение структуры понимается как замена одной части фонемы на другую. • Таким образом, правила стали простым механизмом удаления и присоединения отдельных частей сложной структуры.

Автосегментная фонология • Появление автосегментного представления тона привело к пересмотру теоретических представлений о внутренней структуре фонемы, в частности, о ее составных частях - дифференциальных признаках.

Автосегментная фонология Ядро фонемы + звонкий ярус голосовых связок + смычный ярус способа образования + дентальный ярус места образования

Автосегментная фонология С x p’ V x i - звонкий + лабиальный C x t’ + звонкий - лабиальный - звонкий - лабиальный

Геометрия признаков • В многоярусной структуре фонемы ярусы артикуляционных признаков располагаются не в произвольном, а в иерархическом порядке.

Геометрия признаков [сонорность] + консонантизм (+/- согласный) [голосовые связки] [звонкость] [аспирация] [артикуляционные признаки] [смычность] [лабиальность] [место образования] [дентальность] [велярность]

Геометрия признаков • Иерархическое устройство фонемы помогает объяснить, почему фонологические правила часто манипулируют целыми классами дифференциальных признаков.

Геометрия признаков • а) [d] - [t] – потеря звонкости • б) [ph] - [р] – утрата аспирации • в) [t? ] - [t] – утрата глоттальности

Геометрия признаков С (consonant) голосовые связки звонкость аспирация артикуляторные признаки глоттальность смычность место образования

Теория неполной спецификации • Ряд дифференциальных признаков в глубинной репрезентации может быть опущен. • Присутствие того или иного признака в глубинной структуре фонемы может быть избыточным, поскольку он реализуется постоянно и не подвергается трансформациям.

Теория неполной спецификации • Один и тот же дифференциальный признак может играть различную роль в зависимости от того, какие звуки он описывает. • Например, английские гласные [i, ɪ, e, ɛ, æ] не имеют характеристики [огубленность], и ее можно не включать в глубинную репрезентацию этих фонем.

Теория неполной спецификации • Дифференциальные признаки могут быть охарактеризованы как активные, если они часто используются в фонологических процессах. В противном случае их называют пассивными. • Дифференциальные признаки могут быть охарактеризованы как контрастивные, если они участвуют в процессах смыслоразличения, либо как неконтрастивные, если они в этих процессах не участвуют.

Теория неполной спецификации Направление 1: • только контрастивные значения признаков присутствуют в глубинном представлении фонем и участвуют в деривации поверхностных структур.

Теория неполной спецификации Направление 2: • максимально упрощается глубинное представление фонем, поскольку в нем допускается только одно, активное значение каждого признака.

Теория неполной спецификации В Теории неполной спецификации объясняются две закономерности: 1. сочетания некоторых дифференциальных признаков предсказуемы и едины для всех языков. Эти сочетания ограничиваются фонетическими законами. 2. Неконтрастивные дифференциальные признаки не участвуют в фонологических правилах, поскольку они отсутствуют в глубинной структуре фонем.

Теории гармонии. Теория оптимальности. • Нужны ли правила вообще? • Нужно ли порождать поверхностную структуру при помощи многоуровневого механизма из глубинной структуры, проходя через промежуточные ступени? • Насколько такие модели отражают реальную речевую деятельность?

Теории гармонии. Теория оптимальности. • Теории гармонии опираются на модели нелинейной генеративной фонологии. • Фонология рассматривается как система принципов гармонии (wellformedness conditions), т. е. условий правильности построения поверхностных структур.

Теория оптимальности • Эта модель была представлена в 1993 г. • Авторы – А. Принс и П. Смоленский. • Теорию оптимальности относят к коннекционистским теориям языка, поскольку она связана с исследованием нейронных сетей.

Теория оптимальности • Радикальное изменение в понимании самих принципов организации языкового аппарата: полный отказ от последовательного многоуровневого механизма порождения поверхностной структуры слов из глубинной. • Можно полностью отказаться от конкретноязыковых фонологических правил и порядка их применения в данном языке. • Теория оптимальности предлагает заменить концепцию правил и последовательной деривации законами фонотактики и их взаимодействием.

Теория оптимальности • Поверхностная фонологическая форма высказывания образуется в результате конкуренции между ограничениями различного рода. Эти ограничения: 1. являются универсальными для всех языков; 2. могут конфликтовать друг с другом; 3. образуют строгую иерархию.

Теория оптимальности • Фонологический модуль является системой статичных принципов гармонии, к которым относятся универсальные принципы типа принципов построения слога или принципы, которые определяют возможность или невозможность сочетания фонем в конкретном языке.

Теория оптимальности • Теория оптимальности предполагает, что все принципы гармонии универсальны, т. е. они существуют во всех языках. • Языки различаются по тому, какую ступень в иерархии значимости занимают эти принципы.

Теория оптимальности • Для каждой глубинной фонетической структуры алгоритм порождает некоторое количество кандидатов «на выход» . • Затем в иерархическом порядке к этим кандидатам применяются правила гармонии, которые работают как ограничения. • С помощью этих правил определяется «победитель» , т. е. единственный оптимальный вариант.

Теория оптимальности Роль иерархии: • если принцип А занимает в иерархии более высокую позицию, чем принципы В, С, и D, то кандидат, который нарушает условие А, будет всегда «побежден» кандидатом, который удовлетворяет условию А, даже если он нарушает принципы В, С, и D.

Теория оптимальности • В лингвистическом моделировании произошел сдвиг с ориентации на правила на другой тип модели – с ориентацией на результат работы. • Несколько фонологических правил могут одновременно иметь общую цель.

Теория оптимальности • Используются три формальных компонента: 1. Генератор (GENerator) 2. Оценочный механизм (EVALuator) 3. Система ранжированных ограничений (CONstraint).

Теория оптимальности Информация на входе GEN Набор кандидатов EVAL Оптимальный кандидат

Теория оптимальности • Um + aral um - aral (учить) • Um + sulat s – um - alat (писать) • Um + gradwet gr – um - adwet (оканчивать школу/университет)

Теория оптимальности • Конфликт фонологических и морфологических ограничений: а) слоги должны быть открытыми. б) префикс должен помещаться максимально близко к левому краю (т. е. к началу) слова.

Теория оптимальности Кандидаты Открытый слог Um – grad - wet *! Gum – rad - wet *! Префикс слева g Gru – ma - dwet gr Gra – dwu - met Gradw!

Теория оптимальности Два класса ограничений: • Ограничения первого класса требуют сохранения исходных (глубинных) языковых форм (faithfulness constraints). • Ограничения второго класса вызывают изменения в этих формах (markedness constraints).

Теория оптимальности Явление эпентезы: • cat + s → cats, но class + s → classes.

Теория оптимальности • Языковые явления могут расцениваться как «эффекты» , имеющие место вследствие той или иной иерархии универсальных ограничений. • Различие между языками состоит только в том, каким образом упорядочены ограничения в грамматике того или иного языка.