Квантовая теория речи

Квантовая теория речи является фонетическим ответом на один из фундаментальных вопросов фонологии , а именно: если каждое языковое сообщество свободно произвольно выбирать систему фонем или сегментов, то почему фонемные инвентари разных языков так похожи? Например, почти во всех языках есть смычные согласные /p/, /t/, /k/, и почти во всех есть гласные /a/, /i/ и /u/. Другие фонемы значительно различаются между языками, но не так сильно, как если бы каждый язык был свободен произвольно выбирать.

Предложенная Кеном Стивенсом из Массачусетского технологического института , квантовая теория формализует интуицию о том, что некоторые звуки речи легче воспроизвести, чем другие. Звуки, которые легче надежно воспроизвести, формальным способом, описанным ниже, более распространены среди языков мира; те, которые сложнее надежно воспроизвести, менее распространены.

Квантовая природа речи

Пусть Y=f(X), где X — любой конкретный артикуляционный параметр (например, положение кончика языка), а Y — любой конкретный перцептивный параметр (например, воспринимаемая частота пика в акустическом спектре). Как и любое нелинейное отношение, f(X) имеет области с низким наклоном (|df/dX| малый) и области с высоким наклоном (|df/dX| большой). Значения Y, полученные из области с высоким наклоном, нестабильны в том смысле, что небольшое изменение X вызывает большое изменение Y; значения Y, полученные из области с низким наклоном, наоборот, стабильны, в том смысле, что они мало подвержены влиянию больших изменений X. Стивенс предположил в 1968 году ^[1] , что стабильность областей с низким наклоном делает их более вероятными для выбора в качестве дискретных языковых единиц (фонем) языками мира, и что различие между любой парой фонем имеет тенденцию аналогичным образом происходить через нестабильную область с высоким наклоном границы. Примеры включают

Согласный место артикуляции

Альвеолярный против нёбного. Твёрдое нёбо расположено горизонтально на расстоянии до 1 см позади зубов, прежде чем внезапно открыться вверх в элементе, известном как альвеолярный гребень. Таким образом, перемещая язык на несколько миллиметров перед или за альвеолярным гребнем, можно кардинально изменить акустический спектр, что приводит к различию между «sip» и «ship». ^[2]
Палатальный против ретрофлексного. Кончик языка гибкий примерно на 1,5 см ниже кончика, что позволяет кончику языка загибаться назад. Если кончик языка находится близко к нёбу, когда выполняется это действие, воздушная полость под языком внезапно удлиняется с 2,5 см до 4 см, что приводит к изменению «chip» на «trip» или «you» на «rue».

Согласный способ

Взрывной против фрикативного против скольжения. Создание турбулентности в голосовом тракте требует очень тщательной настройки: минимальное поперечное сечение сужения обычно должно быть меньше 1,5 мм, но больше 0 мм. Если язык (например) полностью закрывается против нёба, а затем снова отпускается, результатом является взрывной (как в «tip»). Если язык закрывается большую часть пути, но не проходит границу 1,5 мм, результатом является скольжение (как в «yip»). Если язык достигает минимальной ширины сужения между 0 и 1,5 мм, полученный звук является фрикативным (как в «ship»). Несмотря на высокую степень требуемого контроля, большинство языков поддерживают трехсторонний контраст между скольжениями, фрикативными и взрывными из-за большой акустической разницы, достигаемой таким образом. ^[3]
Взрывной против носового. Если проход между ртом и носом открывается хотя бы на 1 мм во время закрытия /b/ в "bug", слово становится "mug". Дальнейшее открытие мягкого неба (2 мм, 5 мм, даже 20 мм) почти не влияет на акустику; большинство языков различают /b/ и /m/, но лишь немногие, если таковые вообще имеются, различают разные степени открытия мягкого неба.
Резкий против нерезкого. Когда производится фрикативный звук, турбулентная струя воздуха может быть направлена либо на препятствие (например, в слове «sin» струя направлена на нижние зубы), либо направлена прямо изо рта (как в слове «thin»). Струя, направленная на препятствие, производит гораздо больше шума (звуковая мощность обычно в десять раз больше), поэтому многие языки используют это различие, чтобы усилить в противном случае крошечное место разницы в артикуляции. ^[4]

Гласные

Лехист ^[5] продемонстрировал, что когда пиковые частоты в спектре гласных (так называемые «форманты») находятся ближе друг к другу, чем примерно на пол-октавы, слушатели реагируют так, как будто два пика были объединены в один пик. Многие различия гласных охватывают этот порог в пол-октавы, например, первые две форманты слова «bought» находятся ближе, чем на пол-октавы, в то время как в слове «but» — нет; вторая и третья форманты слова «bit» находятся ближе, чем на пол-октавы, в то время как в слове «bet» — нет. ^[4]

Улучшенные функции

Квантовая теория поддерживается теорией изменения языка, разработанной в сотрудничестве с Джеем Кейзером, которая постулирует существование избыточных или улучшающих функций. ^[6]

В языке довольно часто можно встретить пару фонем, которые различаются по двум признакам одновременно. Например, в английском языке «thin» и «sin» различаются как местом артикуляции фрикативного звука (зубы против альвеолярного гребня), так и его громкостью (нерезкий против резкого). Аналогично, «tell» и «dell» различаются как звонкостью начального согласного, так и его аспирацией (за /t/ в «tell» сразу следует струя воздуха, как короткий /h/ между взрывным и гласным). Во многих случаях носители языка имеют сильную и ошибочную интуицию относительно относительной важности двух различий, например, носители английского языка считают, что «thin» против «sin» — это разница в месте артикуляции, хотя разница в громкости более ощутима. Стивенс, Кейзер и Кавасаки ^[7] предположили, что такие избыточные особенности развиваются как усиление ^[6] в противном случае слабого акустического различия с целью повышения надежности фонологической системы языка.

Ссылки

^ К. Н. Стивенс (1968). Квантовая природа речи: доказательства артикуляционно-акустических данных.
^ "Золотая медаль Американского акустического общества, 1995: Кеннет Н. Стивенс". Архивировано из оригинала 2007-06-27 . Получено 2013-07-04 .
^ KN Stevens (1971). ""Шум воздушного потока и турбулентности для фрикативных и смычных согласных: статические соображения", J. Acoust. Soc. Am. 50(4):1180-1192".
^ ab KN Stevens (1987). «Реляционные свойства как перцептуальные корреляты фонетических признаков», Труды Одиннадцатой международной конференции по фонетическим наукам (ICPhS) 4:352-356.
^ I. Lehiste и GE Peterson (1961). ""Переходы, скольжения и дифтонги", J. Acoust. Soc. Am. 33(3):268-277".
^ ab KN Stevens и SJ Keyser (1989).«Основные признаки и их усиление в согласных», Язык 65(1):81-106. Язык . 65 (1): 81– 106. doi :10.2307/414843. JSTOR 414843.
^ KN Stevens и SJ Keyser и H. Kawasaki (1986). "К фонетической и фонологической теории избыточных признаков", в "Инвариантность и изменчивость в речевых процессах", Lawrence Erlbaum Associates, стр. 426-463. Lawrence Erlbaum Associates. ISBN 9780898595451.

[1] К. Н. Стивенс (1968). Квантовая природа речи: доказательства артикуляционно-акустических данных.

[AIP_encomium-2] "Золотая медаль Американского акустического общества, 1995: Кеннет Н. Стивенс". Архивировано из оригинала 2007-06-27 . Получено 2013-07-04 .

[3] KN Stevens (1971). ""Шум воздушного потока и турбулентности для фрикативных и смычных согласных: статические соображения", J. Acoust. Soc. Am. 50(4):1180-1192".

[K.N._Stevens_1987-4] KN Stevens (1987). «Реляционные свойства как перцептуальные корреляты фонетических признаков», Труды Одиннадцатой международной конференции по фонетическим наукам (ICPhS) 4:352-356.

[5] I. Lehiste и GE Peterson (1961). ""Переходы, скольжения и дифтонги", J. Acoust. Soc. Am. 33(3):268-277".

[Enhancement_features-6] KN Stevens и SJ Keyser (1989).«Основные признаки и их усиление в согласных», Язык 65(1):81-106. Язык . 65 (1): 81– 106. doi :10.2307/414843. JSTOR 414843.

[7] KN Stevens и SJ Keyser и H. Kawasaki (1986). "К фонетической и фонологической теории избыточных признаков", в "Инвариантность и изменчивость в речевых процессах", Lawrence Erlbaum Associates, стр. 426-463. Lawrence Erlbaum Associates. ISBN 9780898595451.