Η παράξενη φυσική του πώς μιλάνε τα μωρά

Όπως όλοι οι νέοι γονείς, πρέπει να ακούγομαι σαν κουκ όταν φλυαρώ μαζί με την 9 μηνών κόρη μου. Δεν πειράζει:Την ευχαριστεί. Μερικές φορές τη ρωτάω τι μπορεί να εννοεί καθώς προσφέρει κάποια φαινομενικά επιβεβαιωτική φράση και με κοιτάζει με τα μεγάλα μπλε μάτια της:Α, σου αρέσει όταν σε σηκώνει ο μπαμπάς; Α, είσαι ευγνώμων για μια νέα πάνα; Τα φωνητικά της—τα τσιρίσματα και τα whoas και yah-wahs —μπορεί να έχει εκπληκτική γοητεία και ένα είδος οικολογικής σημασίας. Οι θόρυβοι της κόρης μου, λένε οι επιστήμονες, με «καταλύουν» να παράγω «απλοποιημένη, πιο εύκολα εκμαθήσιμη γλώσσα».

Η κόρη μου τώρα λέει τακτικά «μαμά». Η σύζυγός μου το θεωρεί ότι σημαίνει ότι το μωρό θέλει την προσοχή της. Έτσι ένιωσα λίγο απογοητευμένος αφού διάβασα μια εργασία του 2017 στο Neuroscience &Biobehavioral Reviews , με τίτλο «Η ανάπτυξη της γλώσσας:Καθολική γραμματική, εμπειρία και αρχές υπολογισμού». Ο Τσαρλς Γιανγκ, ένας επιστήμονας υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο της Πενσυλβάνια που μελετά την απόκτηση γλώσσας, έγραψε, μαζί με συναδέλφους του, ότι, «Παρά την επικράτηση ήχων όπως «μαμά» και «μπαμπά», ο συνδυασμός συμφώνων και φωνηέντων στη φλυαρία δεν έχει αναφορική σημασία»—δεν είναι τίποτα άλλο παρά «ρυθμικές επαναλήψεις ανοησίων συλλαβών». (Συγγνώμη, Danielle!) Αυτή η έλλειψη «σημασιολογικού περιεχομένου», ωστόσο, δεν προκαλεί ανησυχία, επειδή «η φλυαρία συγχωνεύει γλωσσικές μονάδες (φωνήματα και συλλαβές) για να δημιουργήσει συνδυαστικές δομές», το ψωμί και το βούτυρο της εκμάθησης γλωσσών.

Το παζλ του πώς η γλώσσα μπορεί να είναι τόσο μαθητευόμενη με έχει μπερδέψει τελείως τον τελευταίο καιρό. Τα μωρά είναι αβοήθητα. Μπορώ να δω πώς, με κάποιες οδηγίες, ένα παιδί μπορούν να αποκτήσουν μια νέα ιδέα ή δεξιότητα, όπως το δέσιμο παπουτσιών—μπορούν να καταλάβουν τι λέτε και να μιμηθούν τις κινήσεις. Ωστόσο, η κόρη μου θα υπακούει στη γραμματική αξιόπιστα και αβίαστα, αν και λίγο χοντροκομμένα, πριν δέσει τα παπούτσια της. Είναι θαύμα που τα μωρά μαθαίνουν οτιδήποτε, πόσο μάλλον μια γλώσσα. Οι παπαγάλοι, εξαιρετικοί μιμητές ομιλίας που είναι, δεν μπορούν να φλυαρούν ή να διασπάσουν την ομιλία στις διακριτές της μονάδες. Ο Γιανγκ και οι συνάδελφοί του σημειώνουν ότι «το καλύτερο που μπορούσε να προσφέρει ο Άλεξ, ο διάσημος παπαγάλος, ήταν η απόδοση της λέξης «καρούλι» ως «μαλί», την οποία προφανώς έπιασε όταν ένας άλλος παπαγάλος διδάχτηκε να χαρακτηρίζει το αντικείμενο».

Οι παπαγάλοι, με άλλα λόγια, δεν συμμετέχουν στο φαινόμενο του Merge, της μηχανής ιεραρχικών γλωσσικών δομών, μιας νοητικής τεχνολογίας που αρχίζει να ανεβάζει στροφές όταν τα βρέφη αρχίζουν να φωνάζουν. Όλες οι ανθρώπινες γλώσσες έχουν μια «αόρατη και αόρατη ιεραρχική δομή» την οποία, όταν είμαστε παιδιά, επιβάλλουμε σε ηχητικές ακολουθίες που ακούμε, γράφει ο γλωσσολόγος David Adger στον Nautilus του. χαρακτηριστικό, «Αυτή η απλή δομή ενώνει όλες τις ανθρώπινες γλώσσες». «Ακούμε ήχους ή βλέπουμε σημάδια, αλλά το μυαλό μας σκέφτεται σύνταξη». Γι' αυτό τα νήπια μπορούν να μάθουν οποιαδήποτε γλώσσα. Υπάρχει κάτι βαθιά κρυμμένο στο μυαλό που αναγνωρίζει τη σύνταξη —ή την περίεργη γραμματική κάθε γλώσσας— σαν να ήταν τόσο εμφανές όσο ένα πρόσωπο. «Η πλήρης κλίμακα της γλωσσικής πολυπλοκότητας στη γραμματική ενός μικρού παιδιού εξακολουθεί να ξεφεύγει από τους γλωσσολόγους επιστήμονες και τους μηχανικούς, παρά τις δεκαετίες εντατικής έρευνας».

Ίσως δεν αποτελεί έκπληξη, λοιπόν, ότι οι φυσικοί προσπαθούν τώρα. Πάρτε μια πρόσφατη εργασία από τον Eric DeGiuli, έναν θεωρητικό φυσικό, πρώην στην École Normale Supérieure, στο Παρίσι, τώρα στο Πανεπιστήμιο Ryerson στο Τορόντο. Στην εργασία του, υποστηρίζει ότι μια γλώσσα -ή συγκεκριμένα μια «γραμματική χωρίς πλαίσιο», την οποία μοιράζονται σχεδόν όλες οι γλώσσες- μπορεί να αντιμετωπιστεί ως ένα φυσικό αντικείμενο με το οποίο αλληλεπιδρούν τα παιδιά καθώς ακούν λέξεις και προτάσεις. Σε μια γραμματική χωρίς συμφραζόμενα, οι προτάσεις έχουν γραφικές δομές που μοιάζουν με δέντρο:«Η αρκούδα μπήκε στη σπηλιά» μπορεί να αναλυθεί σε ονομαστική και ρηματική φράση—«η αρκούδα» και «βόλτα στη σπηλιά», αντίστοιχα—και κάθε από αυτά τα στοιχεία αναλύεται σε πιο στοιχειώδεις μονάδες, όπως ουσιαστικά και ρήματα. Μπορείτε να τα ονομάσετε αυτά τα φύλλα του δέντρου.

Αυτό μου έδωσε την παράλογη εικόνα ενός μωρού που πετούσε μέσα σε ένα δάσος. Η «επιφάνεια» μιας γλώσσας που «αγγίζουν» τα μωρά είναι όλες οι πιθανές διαμορφώσεις λέξεων σε προτάσεις, τόσο με νόημα όσο και χωρίς νόημα. «Κάθε γραμματική ορίζει πιθανότητες για προτάσεις», γράφει ο DeGiuli. Στα αγγλικά, ορισμένες λέξεις, που έρχονται η μία μετά την άλλη, είναι πιο πιθανό από άλλες να έχουν γραμματικό νόημα. Ο DeGiuli λέει ότι σε αυτά που έχουν νόημα αποδίδεται, στο μυαλό του μωρού, μεγαλύτερο βάρος, ενώ οι συνδυασμοί λέξεων που δεν έχουν νόημα λαμβάνουν λιγότερο βάρος. Αυτές οι διαφορετικές διευθετήσεις λέξεων «είναι σαν τις μικροκαταστάσεις στη στατιστική μηχανική - το σύνολο όλων των πιθανών διατάξεων των συστατικών σωματιδίων ενός συστήματος», έγραψε ο επιστημονικός συγγραφέας Philip Ball, σε ένα άρθρο για την εργασία του DeGiuli. «Το ερώτημα είναι, μεταξύ όλων των πιθανών [γραμματικών χωρίς πλαίσιο], τι είδους κατανομές βάρους διακρίνουν τις [γραμματικές χωρίς πλαίσιο] που παράγουν προτάσεις τυχαίων λέξεων από αυτές που παράγουν προτάσεις πλούσιες σε πληροφορίες;»

Παραδόξως, έχει να κάνει με τη «θερμοκρασία». Όχι κυριολεκτική θερμοκρασία, όπως στο ζεστό και στο κρύο, αλλά ένα μέτρο που μοιάζει με τη θερμοκρασία. Για τον DeGiuli, το ζεστό συνδέεται με την τυχαιότητα, ενώ το κρύο είναι πιο ντετερμινιστικό, σε αντίθεση με το πόσο υψηλή θερμοκρασία σε ένα δωμάτιο ή ένα αντικείμενο οφείλεται στη γρήγορη και χαοτική κίνηση των ατόμων. Γράφει ότι οι γραμματικές χωρίς πλαίσιο έχουν «δύο φυσικές κλίμακες «θερμοκρασίας» που ελέγχουν τη γραμματική πολυπλοκότητα, μία στη διεπαφή επιφάνειας και μία στο εσωτερικό του δέντρου». Όπως εξηγεί ο Ball:

Η θεωρητική ανάλυση του DeGiuli -η οποία χρησιμοποιεί τεχνικές από τη στατιστική μηχανική- δείχνει ότι εμπλέκονται δύο βασικοί παράγοντες:πόσο οι σταθμίσεις «κλαδεύουν» κλαδιά βαθιά μέσα στο ιεραρχικό δέντρο και πόσο το κάνουν στην επιφάνεια (όπου εμφανίζονται συγκεκριμένες προτάσεις). Και στις δύο περιπτώσεις, αυτή η αραιότητα των κλάδων παίζει ρόλο ανάλογο με μια θερμοκρασία στη στατιστική μηχανική. Η μείωση της θερμοκρασίας τόσο στην επιφάνεια όσο και στο εσωτερικό σημαίνει μεγαλύτερη μείωση των βαρών. Καθώς η βαθιά θερμοκρασία μειώνεται - που σημαίνει ότι το εσωτερικό του δέντρου γίνεται πιο αραιό - ο DeGiuli βλέπει μια απότομη αλλαγή από [γραμματικές χωρίς πλαίσιο] που είναι τυχαίες και άτακτες σε αυτές που έχουν υψηλό περιεχόμενο πληροφοριών. Αυτός ο διακόπτης είναι μια μετάβαση φάσης ανάλογη με την κατάψυξη του νερού. Πιστεύει ότι κάτι σαν αυτό το διακόπτη μπορεί να εξηγήσει γιατί, σε ένα συγκεκριμένο στάδιο ανάπτυξης, ένα παιδί μαθαίνει πολύ γρήγορα πώς να κατασκευάζει γραμματικές προτάσεις.

Η ιδέα ότι η γλώσσα κλειδώνει στη θέση της, όπως το νερό όταν είναι παγωμένο, είναι μια περίεργη, ελκυστική ιδέα. Είναι δίκαιο να πούμε ότι κάτι έχει «κρυσταλλωθεί» στο μυαλό του παιδιού που μπορεί να μιλήσει. Το πώς ακριβώς συμβαίνει αυτό, όμως, όπως και στον φυσικό κόσμο, στον οποίο η θεωρητική φυσική στρέφει το βλέμμα της, είναι δύσκολο να ειπωθεί. Καθώς παίζω με την κόρη μου και ακούω τις πρωτολέξεις της, συμπονώ τον Yang και τους συναδέλφους του:«Η ανάπτυξη της γλώσσας δεν είναι τίποτα λιγότερο από ένα θαύμα».

Ο Brian Gallagher είναι ο συντάκτης του Facts So Romantic, το Nautilus ιστολόγιο . Ακολουθήστε τον στο Twitter @BSGallagher.