De lineair-gebonden automaat in het mensenhoofd

Door Marc van Oostendorp

Het is een onderwerp waarover veel wordt gezegd, al zeggen de meeste zeggers ook dat er maar weinig over te zeggen valt: de evolutie van taal. Er is geen dierensoort die een subtiel en rijk communicatiesysteem heeft ontwikkeld dat ook maar in de verte lijkt op de taal van de mens. Maar waar komt die taal dan vandaan? Hoe is het menselijk taalvermogen geëvolueerd?

Het probleem is dat we natuurlijk geen fossielen hebben die er iets over zeggen: zelfs uit de botten van Neanderthalers kunnen we niet opmaken of zij konden praten. Toch is het natuurlijk een inspirerend onderwerp, zoals ook het nieuwe speciale nummer over ‘Evolutie van taal’ van het tijdschrift Current Opinion in Behavioral Sciences.

Een mooi artikel vind ik bijvoorbeeld dat van de bioloog Tecumseh Fitch. Hij wijst op een bekend kenmerk van taal dat door de taalkundige Hockett ‘dubbele articulatie’ is genoemd. Menselijke taal is op twee onafhankelijke manieren tegelijk gestructureerd. Aan de ene kant worden op zichzelf betekenisloze klanken zoals p, a en k aaneengeregen tot woorden en uitingen. Die structuurlaag noemen we fonologie. Maar woorden als pak hebben wel betekenis en worden in zinsdelen en zinnen gegroepeerd. Die structuurlaag noemen we syntaxis.

Eventuele aanpassingen

Dubbele articulatie is mogelijk uniek voor menselijke communicatie. Er zijn communicatievormen van dieren die alleen bestaan uit fonologie. De zang van vogels is daar een voorbeeld van: het gehele liedje kan misschien iets betekenen (‘ik zit op deze tak en heb goede genen’), maar dat valt niet terug te voeren op de betekenis van losse onderdelen van zo’n liedje. Aan de andere kant kunnen mensapen verschillende gebaren leren met ieder een eigen betekenis,en die naast elkaar zetten om een bepaalde iets ingewikkeldere betekenissen uit te drukken, maar structuur hebben ze niet (het maakt bijvoorbeeld niet uit in welke volgorde ze de gebaren maken).

De syntaxis is volgens Fitch wat menselijke taal echt uniek maakt. Fonologische structuur is, zoals de afgelopen jaren uit allerlei onderzoek is gebleken, heel eenvoudig. Soms passen klanken zich aan elkaar aan: de n van in- wordt een m voor een woord dat met een p begint (impopulair), omdat je de m en de p allebei maakt met de lippen op elkaar. Om zulke aanpassingen te maken heb je, weten we uit wiskundige analyse, een heel eenvoudig apparaatje nodig, veel simpeler dan een computer: een apparaatje dat alleen hoeft te zien wat er onmiddellijk voor en na de klank komt die eventueel moet worden aangepast, een apparaatje dat dus van voor naar achter door het woord gaat om eventuele aanpassingen te maken. (Een eindigetoestandsautomaat, noemen wiskundigen dat.)

Gebakken ei

Dat apparaatje hebben dieren, bijvoorbeeld vogels, waarschijnlijk ook wel in hun hoofd en zo kunnen zij ook klanken aan elkaar rijgen, of een rijtje handelingen achter elkaar leren (eerst door het gaatje piepen, dan rechtdoor rennen, dan linksaf slaan, dan het voer opeten).

Menselijke syntaxis zit ingewikkelder in elkaar. Daar werk je met woordgroepen. In de zin “Josef, die de hele nacht had zitten drinken met Berend, kuste zijn baas op zijn mond” is Josef de kusser en niet Berend, ook al staat als je de zin van links naar rechts of van rechts naar links doorneemt Berend veel dichter bij kuste. Dat komt doordat je in de syntaxis zoiets kunt hebben als een bijzin “die de hele nacht… met Berend”, die als het ware tussen haakjes kunt zetten. Voor dat tussen haakjes zetten heb je een ingewikkelder apparaatje nodig, dat van die woordgroepen kan maken en dan wegzetten voordat je weer verder gaat. Dat apparaatje heeft nog steeds niet de functionaliteit van een computer die alles kan, maar vereist wel meer rekenkracht dan de eindigetoestandsautomaat; wiskundige taalkundigen nemen aan dat je een zogeheten lineair-gebonden automaat nodig hebt. En die hebben mensen mogelijk wel en dieren niet in hun hoofd.

Toch kan die lineair-gebonden automaat mogelijk ooit door een genetisch sprongetje uit een eindigetoestandsautomaat ontstaan zijn, zegt Fitch. Op dat moment ontstonden er dus mogelijkheden om ingewikkelder gedachten te hebben, en volgens hem lijdt het geen twijfel dat ook andere ingewikkelde dingen die mensen doen en dieren niet (bijvoorbeeld ingewikkelde plannen maken: nadat ik een ei gebakken heb, bak ik nog een ei, waarbij ‘een ei bakken’ een hele procedure op zich is) ook zo’n automaat vereisen.

Over Marc van Oostendorp

Marc van Oostendorp is onderzoeker aan het Meertens Instituut (KNAW). hoogleraar aan de Radboud Universiteit en hoofdredacteur van Neerlandistiek. Hij heeft een website, een YouTube-kanaal en een Twitter-account.
Dit bericht is geplaatst in column, taalkunde met de tags , , . Bookmark de permalink.

7 reacties op De lineair-gebonden automaat in het mensenhoofd

  1. Wat bedoel je met ‘echt uniek’? Menselijke taal onderscheidt zich bijvoorbeeld ook door het actief verzinnen van nieuwe woorden (klank-wereldcombinaties) en daar heb je geen syntaxis voor nodig, dus geeneens feitelijke taal. De menselijke stem ontwikkelde zich begrijp ik ruim voor de uitvinding van de taal en die moet toch ook ergens voor zijn gebruikt…

    • Met ‘uniek’ bedoel ik (met Fitch) in dit verband: uniek in cognitieve zin, en dan eigenlijk nog specifieker: in rekenkracht. De mens heeft natuurlijk nog veel meer capaciteiten die soms uniek zijn en minstens even interessant.

  2. Hendrik Jan Hoogeboom schreef:

    Grappig: ik heb altijd “lineair begrensde automaat” leren zeggen.

  3. James Sjaalman schreef:

    Die lineair-gebonden automaat lijkt me niet toereikend.
    Volgens mij is er voor het parsen van geneste structuren (bijzinnen, haakjes, recursie) een stapelautomaat (https://en.wikipedia.org/wiki/Pushdown_automaton) nodig. In ieder geval in het generieke geval. Voor slechts een enkele bijzin kan misschien worden volstaan met het onthouden van waar die begint (en eindigt), maar dat is in feite ook een 1-diep stack.

    • Hendrik Jan Hoogeboom schreef:

      Dat klopt: geneste “haakjes” zijn context-vrij, en kunnen worden herkend met een stapelautomaat (pushdown automaton). Maar de lineair begrensde automaat (linear bounded automaton) is krachtiger, en hoort bij de klasse van context-gevoelige talen (die de context-vrije talen omvat). Herhaalde structuren abc..abc.. zijn niet context-vrij,maar wel context-gevoelig.

    • Er is op dit momebt een nieuwe discussie gaande over deze kwestie. Gisteren hadden we er in Amsterdam toevallig een lezing over. Iemand heeft die op Facebook gelivestreamd, ik zal proberen of ik die ergens iets toegankelijker online kan zetten.

Reacties zijn gesloten.