Но теперь настало время для тематики иной

[egovoru]

Роджер Пенроуз – не единственный математик, задумавшийся о механизмах математического мышления. Кит Девлин пошел по той же кривой дорожке и опубликовал аж несколько популярных книг на эту тему. Оригинал одной из них – редкий случай! – бесплатно доступен в сети (на русский ее, кажется, не переводили). Оптимистический тезис, выдвигаемый автором, таков: мы все от природы способны к математике – потому что способны к языку, задействующему те же самые возможности нашего мозга!

Начинает он издалека, констатируя, что все живые существа – и даже некоторые технические устройства, как, например, термостат – способны к категоризации стимулов, поступающих из внешней среды, реагируя на них различным образом: скажем, одни химические вещества привлекают бактерий, другие – наоборот (да, бактериальный хемотаксис, как и термостат – излюбленный пример в таких размышлениях). На вопрос, чем же реакция термостата отличается от реакции бактерии, Девлин отвечает как-то туманно: дескать, для бактерии выделяемые ею категории (он называет их «типами») жизненно важны, а для термостата – нет.

Далее он напоминает, что у низших существ категории жестко генетически запрограммированы, а вот высшие животные за счет пластичности своего мозга способны к созданию новых категорий (иными словами, к образованию условных рефлексов). Именно развитием способности к накоплению все большего числа распознаваемых категорий он объясняет длительный период роста объема головного мозга у наших предков-гоминид.

Способность с созданию категорий тесно связана со способностью к символическому мышлению – тут Девлин пользуется классификацией Пирса и поясняет, что звонок выступает символом пищи для собаки Павлова, поскольку связь между звонком и пищей совершенно произвольна. (То, что этот произвол задан экспериментатором, а не самой собакой, он оставляет без внимания).

Важным этапом нашей эволюции Девлин считает переход к, как он это называет, «оффлайн-мышлению»: к использованию символов, указывающих на объекты вне поля зрения и события, не совершающиеся прямо сейчас. Из органа реагирования на внешние стимулы наш мозг превратился в орган, способный производить стимулы самостоятельно, а реакция на них перестала быть непременно моторной.

Но коллекция категорий-символов – это еще не язык, а протоязык, и именно на этой стадии застревают человекообразные обезьяны, которых исследователи пытаются научить языку. Язык – это коллекция категорий плюс синтаксис, то есть, правила установления связей между категориями.

Вслед за Хомским Девлин считает, что сначала язык появился как инструмент мышления – средство манипуляции символами, а средством коммуникации он стал уже потом. Универсальная грамматика (Девлин убежден в ее существовании) «заточена» под главный предмет нашего обсуждения и в доисторические времена, и сейчас: другие люди, кто из них что делал, когда и с кем. Подавляющее большинство наших разговоров – пересказ сплетен (Девлин приводит цифры в подтверждение этого).

Ну, а причем же здесь математика, и почему только некоторые из нас достигают в ней успеха, если мы все способны к языку? А при том, считает Девлин, что математическое мышление – это те же сплетни, только в роли других людей тут выступают математические объекты. Те, кому удается эта подстановка, и становятся математиками.

Кит Девлин у подножия памятника Эйнштейну в Вашингтоне
(фото 2017 года с его страницы в Стэнфорде)

С некоторых пор я с подозрением стала замечать, что те авторы, чей ясный стиль изложения меня восхищает – как, например, Гай Дойчер – все, как на подбор, оказываются пишущими не на родном языке. Так вот, Кит Девлин – утешительное исключение из этого правила :)

Comments

[yoginka.livejournal.com]

//Я не понимаю, каким образом из возможности создания алгоритма ... //
- Потому что Вы выбросили ключевое слово: "ПРОСТОГО".
Чем проще, тем больше вероятность случайного возникновения. Хомский верит в такую случайность. Вы тоже должны бы были легко поверить, потому что это мелочь по сравнению с другими сложностями в живом.

[egovoru.livejournal.com]

"Хомский верит в такую случайность"

Верить можно во что угодно - вопрос, однако, в том, а есть хоть какие-нибудь экспериментальные свидетельства в подтверждение этой гипотезы? Поищу их в книжке.

[yoginka.livejournal.com]

Не вижу, какие могут быть прямые доказательства. Да Вы и сами не раз писали, что в эволюции доказательства невозможны. А что бы Вас убедило?

[egovoru.livejournal.com]

В данном случае речь идет даже не об эволюции, а о сравнительной анатомии и физиологии. Утверждается, что мозг безъязыких обезьян можно одной мутацией превратить в мозг разговаривающего человека. Ну так покажите мне эту мутацию! Сегодня у нас уже есть отличные методы редактирования генома, мы можем взять обезьяний эмбрион - если угодно, оплодотворенную яйцеклетку, чтобы начать заведомо с самого начала - произвести в нем эту мутацию и вырастить из него взрослую обезьяну. Утверждается, что она заговорит - и у нас есть вполне доступные средства для проверки этого утверждения.

Разумеется, прежде придется идентифицировать эту мутацию - что будет нелегко, поскольку ее придется искать среди различий, составляющих процент генома, отличающий нас от шимпанзе, а это 30 млн. пар нуклеотидов. Но, пока это не сделано, это предлоложение остается голословной спекуляцией. Более того, на основании того, что мы знаем о наследовании других признаков, эта гипотеза представляется очень, очень маловероятной. Моногенные признаки - большая редкость: не случайно потребовалось так много лет, чтобы с их помощью разобраться в механизмах наследственности. Все признаки, которые пытались изучать до желтого менделевского гороха, были полигенными, и потому не удавалось понять, что же, собственно, происходит при их наследовании.

Но главное, чего я не могу понять, это зачем, собственно, потребовалось выдвигать эту бредовую гипотезу? Какие экспериментальные факты не укладываются в то, что способность к языку, как и любая другая психическая функция - результат работы многих генов во взаимодействии друг с другом и со средой?

[yoginka.livejournal.com]

Я эти возражения тоже приводила:
https://egovoru.livejournal.com/208977.html?thread=20535377#t20535377

//мы можем взять обезьяний эмбрион ...//
- не хватит обязьян, чобы перепробовать варианты. Вы сами и написали: //а это 30 млн. пар нуклеотидов//.

//Какие экспериментальные факты не укладываются в то, что способность к языку, как и любая другая психическая функция - результат работы многих генов//
- Мне казалось, что речь не об одном гене, а о единичном событии (мутации), изменившем какое-то небольшое количество генов. Но я в этом не разбиралась и не исключаю, что не так поняла. Но даже если речь ровно об одном гене, то я уже привела мример, когда этого может быть достаточно (насчет числа повторений цикла). А алгоритм как раз рекурсивный, и глубина рекурсии (цикла) качественно меняет его "мощность". Единичная глубина у животных и десятки у человека - вот и получится нормальный язык из простого распознавания пары - тройки слов (как собаки распознают команды).

[egovoru.livejournal.com]

"Я эти возражения тоже приводила"

Если Вы имеете в виду аргументацию от простоты алгоритма, то она не кажется мне сколько-нибудь убедительной. Кстати, я хотела уточнить: когда Вы работали с этим простым алгоритмом, Вы, очевидно, задавали ему на вход искусственные грамматики? Если бы этот алгоритм работал с грамматиками естественных языков, проблема машинного перевода была бы решена.

"не хватит обязьян, чтобы перепробовать варианты"

Вероятно, область поиска можно сузить, изучив, на какие именно гены приходятся эти различия. Где-то мне попадались сведения, что различия сводятся примерно к 50 генам, которые то ли есть у нас и нет у шимпанзе, то ли наоборот. Для многих генов мы умеем предсказывать функции, так что некоторые гены можно было заведомо исключить. И т.д.

"речь не об одном гене, а о единичном событии (мутации), изменившем какое-то небольшое количество генов"

Если мы понимаем под мутацией, например, хромосомную перестройку, когда целый кусок хромосомы перемещается из одного места в другое (или вообще утрачивается), то, конечно, такая мутация затрагивает сразу много генов. А мутация, состоящая в дупликации генома, затрагивает вообще все гены организма. Но очень маловероятно, чтобы, например, замена А (аденозина) в N-й позиции одного гена на С (цитозин) произошла одновременно с такой же заменой в другом гене. Каждый цикл удвоения клеточной ДНК может совпровождаться несколькими заменами такого рода, но в клетке нет механизма, производящего их координированно, и ничего подобного экспериментально не обнаружено. То же касается и любых других замен, одинаковых или разных.

Подозреваю, у Хомского очень слабые представления о мутациях, а Бервик, который читает лекции по эволюционной биологии, скорее всего, по образованию computer scientist, для которого ДНК - это просто текст (я заглянула в одну из его работ). Но, опять же, надо сначала прочесть книжку, чтобы разобраться, что именно они утверждают. Пока что никаких оснований требовать именно единичной мутации я не вижу.

А вот что Вики пишет на этот счет:

"The single-mutation theory of language evolution has been directly questioned on different grounds. A formal analysis of the probability of such a mutation taking place and going to fixation in the species has concluded that such a scenario is unlikely, with multiple mutations with more moderate fitness effects being more probable.[78] Another criticism has questioned the logic of the argument for single mutation and puts forward that from the formal simplicity of Merge, the capacity Berwick and Chomsky deem the core property of human language that emerged suddenly, one cannot derive the (number of) evolutionary steps that led to it.[79]"

[yoginka.livejournal.com]

//Если Вы имеете в виду аргументацию от простоты алгоритма,//
- В данном случае - нет. Я там дала ссылку на мои слова о трудностях экспериментальной проверки, подтверждая тем самым, что полностью разделяю Ваши аргументы о них и напомнила, что даже высказалась уже об этих трудностях.

//Если Вы имеете в виду аргументацию от простоты алгоритма,//
- Как я выше написала, речь шла не о ней.

//Вы, очевидно, задавали ему на вход искусственные грамматики? //
- Да. Но они были достаточно сложные. То, что предполагает Хомский врожденным, проще.

//Если бы этот алгоритм работал с грамматиками естественных языков, проблема машинного перевода была бы решена.//
- Практически - нет. Хотя общий алгоритм и простой, но настолько неэффективный по использования ресурсов, что он не применяется на практике. (Я уже писала, что у меня это была лишь исследовательская работа - не для практического использования.)
С естественными языками было бы не лучше. Для них есть и еще важное препятствие - необходимость предварительно вручную составить очень длинное и очень точное (не допускающее ошибок) формальное описание языка. Таким путем шли (см. https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_language_processing):
"1980s: The 1980s and early 1990s mark the heyday of symbolic methods in NLP. Focus areas of the time included research on rule-based parsing (e.g., the development of HPSG as a computational operationalization of generative grammar), morphology (e.g., two-level morphology[4]), semantics (e.g., Lesk algorithm), reference (e.g., within Centering Theory[5]) and other areas of natural language understanding (e.g., in the Rhetorical Structure Theory)."
Но человек плохо справляется с составлением очень длинных формальных описаний языка, поэтому с возрастанием вычислительных мощностей пошли другим путем:
"Up to the 1980s, most natural language processing systems were based on complex sets of hand-written rules. Starting in the late 1980s, however, there was a revolution in natural language processing with the introduction of machine learning algorithms for language processing."

Возвращаясь к Хомскому: поскольку он предложил в качестве врожденного языкового "процессора" весьма ограниченный случай, для него алгоритм еще проще чем тот, о котором я писала, и с эффективностью лучше дело обстоит. Вдобавок к этому, в человеческом случае даже и при плохой эффективности нет особой проблемы, так как глубина рекурсии у человека мала (фразу на целую страницу люди обычно не воспринимают). А на коротких фразах неэффективность алгоритма незаметна. Вопрос с заданием всех правил языка решается уже во время жизни (другими механизмами).

[serge no (from livejournal.com)]

В подобных случаях, видимо, имеется в виду одна мутация как необходимое условие для появления признака, а не достаточное ("обезьяна заговорит").

[egovoru.livejournal.com]

Так Вы же прочли книжку, которую мне порекомендовали - что об этом говорят ее авторы? Я пока прочла только первую главу, показавшуюся мне переливанием из пустого в порожнее, не имеющим прямого отношения к делу. Но посмотрим, что там будет дальше :)

[serge no (from livejournal.com)]

Они говорят (в конце 2-й главы), например, так:

"Let us just summarize briefly what seems to be the current best guess about the unity and diversity of language and thought. In some completely unknown way, our ancestors developed human concepts. At some time in the very recent past, apparently some time before 80,000 years ago if we can judge from associated symbolic proxies, individuals in a small group of hominids in East Africa underwent a minor biological change that provided the operation Merge—an operation that takes human concepts as computational atoms and yields structured expressions that, systematically interpreted by the conceptual system, provide a rich language of thought. These processes might be computationally perfect, or close to it, hence the result of physical laws independent of humans. The innovation had obvious advantages and took over the small group. At some later stage, the internal language of thought was connected to the sensorimotor system, a complex task that can be solved in many different ways and at different times."

Т.е. вот эта самая Merge, главный герой книги, в любом случае только вишенка на торте и без того уникальных для Homo "human concepts", которые возникли неизвестно как, но заведомо не одновременно с Merge.

[egovoru.livejournal.com]

Союз лингвиста-гуманитария с computer scientist (а Бервик, как я поняла, именно последний), рассуждающих о биологической эволюции, увы, не сулит ничего хорошего :(

[serge no (from livejournal.com)]

Не понимаю, что "хорошего" могут сулить рассуждения кого бы то ни было о биологической эволюции (и вообще о происхождении) в приложении к языкам, мышлению и т.п.

[skogar.livejournal.com]

Правильно ли я Вас понял, что современные технические возможности уже относительно близки к тому, чтобы экспериментально проверять гипотезу, будто речевая способность так или иначе определяется комбинацией генов?

[egovoru.livejournal.com]

Примерно понятно, что надо делать. Возможно, в книжке Бервика и Хомского, которую я начала читать, будет что-то на сей счет. Правда, она 2015 года, а с тех пор могли появиться новые результаты.

[skogar.livejournal.com]

Значит, может быть удастся дожить до результатов, и мне это очень интересно. За речь отвечают не гены, но интересно, что об этом скажет наука, когда доберётся.

[egovoru.livejournal.com]

"За речь отвечают не гены"

У языка и речи есть очень сильный генетический компонент; вот, даже некоторые конкретные гены идентифицированы (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2977079/).

[skogar.livejournal.com]

Вполне могут докопаться до такой "речи", как у попугаев. Это важная поправка. И это тоже было бы весьма любопытно.

[skogar.livejournal.com]

-- это мелочь по сравнению с другими сложностями в живом.

Существование языка - мелочь? Если мелочь такова, то какова же тогда не-мелочь?

[yoginka.livejournal.com]

Нет, весь язык - не мелочь, а явление за пределами алгоритмизации. Потому что в языке есть семантика, а не только синтаксис. Об алгоритме для семантики речи вообще нет, насколько я понимаю, Хомский его даже не пытается рассматривать и считает, что это за пределами наших возможностей. Может, я ошибаюсь, но все, что я знаю о Хомском, говорит об этом.

"Мелочь" - это те модификации синтаксического алгоритма, которые нужны для перехода от распознавания и генерации простых неструктурированных последовательностей лексем к обработке синтаксиса несколько более сложного, подразумевающего древовидную структуру зависимостей. Для него Хомский и предполагает существование врожденного алгоритма. Иными словами, "мелочь" - это изменение, необходимые для построения упомянутого дерева синтаксического разбора на основе уже существующего лексического анализатора (который есть и у собак, понимающих простые команды).
Дерево - структура рекурсивная, увеличить допустимую глубину рекурсии можно небольшой модификацией.

[skogar.livejournal.com]

Примерно понятно, но тоже мелочью не кажется. Для программиста - вероятно мелочь, но он ведь умный.

[yoginka.livejournal.com]

Мелочь с точки зрения осознанных изменений в коде, но программисты не склонны верить в случайные полезные изменения :) Обычно они все ломают.

[skogar.livejournal.com]

На мой взгляд, это направление мысли про язык безнадёжно тупиковое.

[yoginka.livejournal.com]

Оно никогда и не было общепризнанным. Но если мутацию не считать случайной и помнить, что семантика сюда не включена, то все логично.
Я знала раньше только его формальные грамматики и их иерархию, и это был большой прорыв в computer science, а не только в лингвистике. Поэтому мне тудно поверить, что он предложил глупость.
Интересно, что он скептически относится к тому, что языковые процессы происходят на уровне нейронов, считает, что они слишком медленные (я это только вчера узнала). Может, если бы глубже разобраться в его мыслях, то и еще кое-что нашлось бы, объясняющее идею универсальной грамматики.

[skogar.livejournal.com]

Язык тесно связан с мышлением, которое не описывается ничем материальным. Попытки найти решение не приведут к успеху, но польза от них будет в том, что всё проявится.
Может быть это и не глупость или хотя бы не очевидная глупость, а предлагаемое им направление мысли, особенно если он верит в какую-нибудь эволюцию.

[yoginka.livejournal.com]

//в какую-нибудь эволюцию// верить естественно. Сложно верить в случайное усложнение. Пока я этого момента у Хомского не поняла. Может, после обещанного следующего поста на эту тему что-нибудь новое всплывет.