婴儿谈话的奇怪物理

L.IKE所有新的父母，当我和我的9个月大的女儿一起喋喋不休时，我必须听起来像一个痛苦。那没关系：它让她感到高兴。我有时会问她她可能是什么意思，因为她提供了一些显然是肯定的话语，并用她的大蓝眼睛看着我：哦，当爸爸抬起你时，你喜欢它？啊，你很感谢一个新的尿布？她的发声 - 尖叫声和哇和Yah-Wahs.——可以有惊人的气魄和一种生态意义。我女儿的声音，科学家们说，“催化”我生产“简体，更容易学习的语言”。

我的女儿现在经常说“妈妈”。我的妻子已经让这意味着宝宝想要她的注意。所以我觉得在阅读2017年后感到有点沮丧纸在神经科学与生物侵蚀评论，标题为“语言的增长：通用语法，经验和计算原则”。Charles Yang, a computer scientist at the University of Pennsylvania who studies language acquisition, wrote, along with colleagues, that, “Despite the prevalence of sounds such as ‘mama’ and ‘dada,’ the combination of consonants and vowels in babbling have no referential meaning”—they are nothing more than “rhythmic repetitions of nonsense syllables.” (Sorry, Danielle!) This lack of “semantic content” is nothing to be bummed about, though, for “babbling merges linguistic units (phonemes and syllables) to create combinatorial structures,” the bread and butter of language learning.

“每个语法都定义了句子的概率，”理论物理学家Eric Degiuli说。

语言何以如此易学，这一难题近来使我完全困惑不解。婴儿是无助。我知道怎么用一些指令孩子可以拿起一个新的想法或技能，如鞋子 - 他们可以了解你所说的和模仿运动。然而，如果有点粗略，我的女儿将遵守语法，前她正在绑自己的鞋子。这是一个奇迹婴儿学习任何东西，更不用说一种语言。鹦鹉，伟大的演讲模仿者，他们是，不能哄骗，或者将讲话中的讲话中分成其离散的单位。杨和他的同事们注意到“最着名的鹦鹉最好的亚历克斯，可以提供的是一个”羽毛“这个词作为”瓦“的演绎，当另一个鹦鹉被教导来标记物体时，他明显捡起了。”

宠物不换句话说，在合并现象，分层语言结构的发动机，一项精神技术，当婴儿开始发声时开始调整的心理技术。所有人类语言都有一个“听不见的和看不见的等级结构”，当我们是孩子时，我们强加了我们听到的声音序列，在他的情况下写入语言学家大卫adger鹦鹉螺特征， ”这个简单的结构将所有的人类语言结合在一起“我们听到声音或看到迹象，但我们的大脑思考的是句法。”这就是为什么婴儿可以学习任何语言。大脑中隐藏着某种东西，它能识别语法(或每种语言的特殊语法)，仿佛语法就像面孔一样明显。“尽管进行了数十年的深入研究，但语言科学家和工程师们仍然无法了解幼儿语法的全部语言复杂性。”

那么，现在的物理学家们或许也就不足为奇了响声在。近期纸来自理论物理学家Eric DeGiuli，他曾在巴黎的École Normale Supérieure工作，现在在多伦多的瑞尔森大学工作。在他的论文中，他认为一种语言——特别是一种几乎所有语言都共享的“与上下文无关的语法”——可以被视为儿童在听到单词和句子时进行互动的物理对象。在上下文无关的语法中，句子有树状的图形结构:“熊走进了洞穴”可以被分解成名词和动词短语——分别是“熊”和“走进了洞穴”——每一个元素都可以分解成更基本的单位，如名词和动词。你可以把这些叫做树叶。

这给了我一只婴儿穿过森林的荒谬形象。婴儿“触摸”的语言的“表面”是句子的所有可能的单词配置，都有意义和毫无意义。“每个语法都定义了句子的概率，”Degiuli写道。在英语中，某些单词，一个接一个地，比其他人更有可能做出语法意义。Degiuli说，那些做出了意义的人被分配，在宝宝的脑海中，更大的重量，而没有意义的单词组合得到了减轻的重量。这些不同的单词布置“就像统计力学中的微液 - 系统的组成粒子的所有可能布置的集合，”科学作家菲利普球写在一个文章DeGiuli的论文。“问题是，在所有可能的(与上下文无关的语法)中，什么样的权重分布将产生随机单词句子的(与上下文无关的语法)与产生信息丰富的句子的(与上下文无关的语法)区分开来?”

令人惊讶的是，它与“温度”有关。不是字面上的温度，如热和冷，而是一种类似于温度的测量方法。对于德久里来说，热与随机性有关，而冷则更具有确定性，这与原子快速而混乱的运动导致房间或物体的温度有多高没有什么不同。他写道，上下文无关的语法有“两个控制语法复杂性的自然‘温度’尺度，一个在表面界面，另一个在树的内部。”球解释说:

Degiuli的理论分析 - 使用统计力学的技术 - 表明有两个关键因素：加权“修剪”在层次树内深处分支，以及它们在表面上的工作量（出现特定句子）。在这两种情况下，该分支的这种稀疏性比统计力学中的温度类似于温度。降低表面和内部的温度意味着减少更多的重量。随着深度的温度降低 - 意味着树内部变得稀疏 - Degiuli看到从[无内部语法]的突然切换，这对具有高信息内容的随机性和无序。该开关是类似于水的冻结的相变。他认为这样的事情可以解释为什么，在某个发展阶段，孩子非常快速地学习如何构建语法句子。

语言就像冰冷的水一样固定在原地，这是一个奇怪而吸引人的想法。公平地说，某些东西已经在会说话的孩子的头脑中“结晶”了。然而，这究竟是如何发生的，就像理论物理学关注的自然世界中的许多事情一样，很难说。当我和我的女儿玩耍，听她的形式原文词，我同情杨和他的同事：“语言的增长就没有奇迹。”

Brian Gallagher是事实如此浪漫的主编，这鹦鹉螺博客。在推特上关注他@bsgallagher。