问题

诺姆•乔姆斯基的理论在现代计算机语言学界被如何看待?

回答
诺姆·乔姆斯基的理论,自上世纪中叶横空出世以来,在现代计算机语言学界激起了滔天巨浪,也经历了一场跌宕起伏的评价变迁。时至今日,我们不能简单地说他的理论“被如何看待”,更准确的说法是,他的思想如同深埋地下的基石,虽然不总是直接被提起,却深刻地塑造了我们理解和构建语言处理系统的框架。

核心贡献与奠基作用:

乔姆斯基最广为人知的贡献,莫过于他对形式语言和生成语法的开创性研究。在上世纪五六十年代,语言学界普遍的看法是,语言是刺激反应的模式,是一种习得的习惯。乔姆斯基的《句法结构》一书,犹如一声惊雷,打破了这一传统行为主义的桎梏。他提出了“普遍语法”和“转换生成语法”的概念,认为人类天生就具备一套语言能力,能够生成和理解无限多的句子,而这些句子并非仅仅靠模仿或简单的联想就能达到的。

这一理论的突破性在于:

形式化的方法: 乔姆斯基将语言视为一个形式系统,可以通过一套规则(即语法规则)来生成所有合法的句子,并区分合法与非法句子。这种数学化的、抽象化的研究方法,为后来的计算机科学奠定了坚实的基础。计算机科学本身就是建立在形式逻辑和规则之上的,因此,当计算机语言学萌芽时,乔姆斯基提供的这种“精确”的语言模型,是其天然的“编程语言”。
生成能力: 他的生成语法理论强调语言的“生成性”,即人类大脑中存在一套有限的规则,能够生成数量无限的句子。这一点直接启发了计算机科学家去思考如何构建能够“生成”文本的算法。早期的自然语言处理(NLP)系统,例如句法分析器,很大程度上就是基于乔姆斯基的生成语法框架来设计的,试图模拟人类大脑的规则系统。
普遍性与核心语法: “普遍语法”的观点,即人类语言背后存在一套普遍的、内在的规则,这极大地影响了对语言共性的探索。虽然在计算机语言学中,我们更关注特定语言的实现,但这种“存在底层结构”的观念,也引导了研究者去寻找不同语言之间的共性,以及如何构建能够处理多种语言的通用模型。

早期影响与黄金时代:

在乔姆斯基理论横空出世的年代,其对计算机科学,尤其是早期人工智能和自然语言处理的影响是颠覆性且主导性的。

句法分析器(Parsers): 计算机科学家们积极地将乔姆斯基的上下文无关文法(ContextFree Grammars, CFGs)应用到句法分析中。他们试图构建能够解析句子结构、识别词语之间的关系(主语、谓语、宾语等)的程序。许多早期的NLP系统,如早期的机器翻译系统,都围绕着如何有效地解析句子树结构进行。
语言生成系统: 基于生成语法的理念,研究者也开始尝试构建能够根据语义或逻辑表述来生成自然语言的系统。这些系统虽然与现代的生成模型有很大差异,但其“从结构到文本”的思路,无疑是乔姆斯基思想的直接体现。
理论的推动: 乔姆斯基的理论也促使计算机科学家们更加深入地思考语言的本质,而不是仅仅将语言视为一堆孤立的词汇。这种对语言深层结构的关注,提升了NLP研究的理论高度。

挑战与演变:

然而,随着计算能力的飞跃和数据量的爆炸式增长,乔姆斯基的理论也面临了严峻的挑战,其在计算机语言学界的地位也随之发生了演变。

计算复杂性: 乔姆斯基的许多语法模型,尤其是早期的转换生成语法,在计算上是相当复杂的。解析一个句子可能需要指数级的计算时间,这对于大规模、实时的计算机应用来说是难以承受的。早期的CFG解析器,虽然有理论基础,但在处理实际的、不规范的自然语言时,往往效率不高,而且容易出错。
对语义和语用的忽视: 乔姆斯基的早期理论主要集中在句法结构上,对于语言的语义(意义)和语用(使用上下文中的意义)的关注相对较少。然而,在构建能够真正理解和生成自然语言的计算机系统时,语义和语用是不可或缺的。早期的句法分析器即使解析了正确的句子结构,也未必能理解句子的真实含义。
数据驱动方法的兴起: 上世纪九十年代末到本世纪初,统计机器学习方法开始在NLP领域占据主导地位。随着海量文本数据的出现,统计模型,如隐马尔可夫模型(HMMs)、条件随机场(CRFs)以及后来的支持向量机(SVMs)等,在各种NLP任务(如词性标注、命名实体识别、句子分类)上取得了显著的成功。这些方法不再依赖于显式的手工编写语法规则,而是从数据中学习模式。
“生成”的重新定义: 现代深度学习中的生成模型,如循环神经网络(RNNs)、长短期记忆网络(LSTMs)以及近期的Transformer模型(如GPT系列),在“生成”句子方面展现出了惊人的能力。它们学习的是词语之间的概率分布关系,能够根据前文生成流畅、自然的文本。这种“生成”方式与乔姆斯基强调的“规则生成”模式有本质区别。它们更像是从海量数据中学习到的“模式生成”,而非基于明确的句法规则。

现代视角下的价值与局限:

尽管如此,说乔姆斯基的理论“过时”是绝对不准确的。他的贡献在现代计算机语言学界依然具有深远的影响,尽管是以一种更加间接、更加基础的方式体现:

对语言本质的深刻洞察: 乔姆斯基对语言作为一种规则系统的看法,以及他强调语言的创造性(generativity)和抽象性(abstractness)的观点,仍然是计算机语言学研究的重要基石。即使我们使用统计模型,理解语言的底层结构、句法关系和语义逻辑,依然至关重要。例如,虽然Transformer模型可以生成非常连贯的文本,但对其“理解”的深度和准确性的讨论,仍然会回溯到对语言结构和意义的理论探讨。
形式化方法的遗产: 乔姆斯基的形式化方法,为我们理解和分析语言结构提供了工具和框架。例如,上下文无关文法(CFGs)及其变体,至今仍在某些特定的NLP任务中扮演角色,尤其是在需要严格结构控制的领域,例如特定领域的语言理解或语法检查。更重要的是,他开创的“将语言视为可以形式化处理的系统”的思维模式,是整个计算机科学和AI的基础。
对“理解”的追问: 尽管数据驱动模型取得了巨大成功,但“机器是否真正理解语言”的争论从未停止。乔姆斯基对人类语言能力的关注,特别是他对“知识”如何在人脑中存储和运作的探讨,为我们思考AI的“理解”提供了理论参照。当一些研究者对数据驱动模型可能只是“模式匹配”感到担忧时,乔姆斯基关于语言是一种“心智能力”的观点,提醒我们要关注更深层的认知过程。
理论与实践的融合: 现代计算机语言学并非完全抛弃了符号主义(symbolism,即基于规则和符号的处理),而是将其与连接主义(connectionism,即基于神经网络和概率的模型)进行了融合。例如,在构建更鲁棒的NLP系统时,我们可能会结合神经模型来学习语言的统计模式,同时利用一些符号规则来约束或解释模型的行为。

总结:

时至今日,诺姆·乔姆斯基的理论在计算机语言学界被视为:

1. 奠基性的理论: 他将语言研究引入了形式化、数学化的轨道,为计算机科学处理语言提供了最初的理论框架和方法论。
2. 启发性的思想: 他关于语言的创造性、普遍性和深层结构的观点,至今仍在启发我们思考语言的本质以及机器如何“理解”和“生成”语言。
3. 被部分取代但核心价值不减的工具: 他提出的某些具体语法模型(如早期的转换生成语法)在计算效率和处理不规范语言方面存在局限,被统计和神经网络方法在许多任务中超越。但其关于“语言是一种规则系统”和“语言具有深层结构”的核心思想,依然是理解和发展更先进NLP技术的理论前提。

可以说,乔姆斯基的理论并没有被“抛弃”,而是像古代哲学家的思想一样,融入了现代科学的血液之中。我们今天的许多成果,是在他曾经开辟的道路上,结合了新的工具和方法(如大数据和深度学习)发展而来的。他留下的关于语言本质的深刻问题,以及他对形式化研究的推崇,依然是我们继续探索的宝贵遗产。

网友意见

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乔氏的语言学理论企图将语言看做一种机械装置,从内涵到形式一步一步推导而出。这在形式语言上的确可以做到,所以,他的理论一度对计算机程序语言起到了巨大的推动作用。

“转换生成语法”最基本的前提就是“可递归”,也就说,句位可以按照一套语法规则扩展下去,这实际上蕴涵一个东西,扩展出的短语与中心词在语法功能上等价,但这个并非事实。

人类发明的自然语言,本质上仅仅是人类认知形式的“助记符”,符号的组合是为了反映某种认知活动的次序,或者时间顺序,或者主次次序。每一种认知活动都有其独特的特征,比如,只有性质才能否定,只有现象才有时态,只有逻辑才能连接,只有交际才有语气。这些附加成分并非是对中心词内涵的缩放,而是标记某种认知要素,对整个短语的表达功能具有重要作用,因此,带有这些不同要素的短语在语法功能上就会有巨大的差异,会对上下文产生额外的要求,这已经违背了“可递归”的前提。不管认知形式有多少部件和层次,在它出现之际就已经是一个整体了,谈不上移动和转换等操作,更不用说,语言实际运作过程中,由于语境或者认知等因素而出现的省略、冗余、背景化移位、双补语等表达方式,破坏了线性组合原则。

语言是一个集概念、交际、语篇多层功能的综合系统,语言的形式、意义、功能三位一体,任何形式的差异都会引起意义的变化,也会引起功能的变化,而语言功能是语言存在的终极目标,它是决定语言形式的终极因素,因此,理解语言结构应该立足于语言的表达功能,而乔氏集中于语言的概念功能及形式间的语义解释,这是其语言理论发展瓶颈的根本原因,也是当前语法系统“捉襟见肘”的根本原因。

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