人工智能技术与语言学理论

人工智能技术与语言学理论

2019-08-19 23:46:41  无极4
本文作者:黄惠芳

2019-08-19 23:46:41
作者:黄惠芳
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目前,人工智能已成为新一轮科技革命和产业变革的重要驱动力量。在这种背景下,如何进一步介绍和从事人工智能与语言学的交叉研究,是亟待思考和解决的重要问题。

 

人工智能是计算机学科的一个分支,也是一门边沿学科,属于自然科学、社会科学、技术科学三向交叉学科。人工智能从上世纪五十年代诞生起就表现出了极强的生命力,它在上世纪八十年代后期得益于计算机软硬件发展的日新月异而得到迅猛发展。人工智能作为当下科技领域最热门的技术,吸引了众多行内和行外人士的关注;它也已渗透进学术领域,正以各种方式玩转学术界。目前,人工智能技术包括大数据、计算机视觉、语音识别、自然语言处理、机器学习五大部分。人工智能技术主要是建设在机器学习的基础上,而机器学习除了先进的算法和硬件运算能力,还需要大数据。

人工智能,是一种对人类智能现象的模拟,其中包括对人类思维过程的模拟;它涉及到计算机科学、心理学、语言学和哲学等学科。人工智能的发展似乎并不遵循由低级到高级的进化过程,而是会在一些“点”上,也就是某单一维度上突然变得比人类“聪明”很多。人类智能是综合多维的,或许我们的学习、记忆、信息搜索、决策、判断或者加工能力并不是最了不起的,AlphaGo已经证明,我们人类在这些方面可能不如深度学习后产生的人工智能。

语言学,顾名思义,是研究自然语言(即人们日常使用的语言)的学科。但是语言学不是指学习某一门或几门具体的语言过程。语言学的任务是研究、描写语言的结构、功能及其历史发展,揭示语言的本质,探索语言的共同规律。因为只有人类有语言、使用有声语言进行交际,因此通过语言研究,可以更加清楚地了解人类在世界或宇宙中的位置,从而更加透彻地理解人类的本质。语言是人区别与万物的重要标准,机器理解人的语言是人工智能最后一个挑战,也是最难的一个挑战。可以说,自然语言是人类智能的最高层的抽象表达。

语言学作为研究自然语言的科学,它的历史非常古老;人类最早的语言研究是从解释古代文献开始的,是为了研究哲学、历史和文学而研究语言的。而人类的多种智能都与语言有着密切的关系;语言是人类特有的沟通方式,在生物或心理层面上反映人类高度演化的心智能力,在社会无极4文化层面上反映人类文明进步。语言学就是要研究人类最核心本能的语言能力,透过对口语、书面语甚至手语进行分析和研究,进而了解人类的本质。除了认识人类的本质外,语言学研究还具有多种应用价值。

人的思维过程可以理解为符号处理的计算过程;人类的语言理解过程也可以理解为是一种在无极荣耀知识表示上的计算过程,这使得计算机理解自然语言在技术上具有可能性。因此,对语言的认知研究的自然延伸便是对语言的计算分析。可以说,对语言有处理能力是人工智能的一种高级表现形式。虽然语言学与人工智能有重要的区别,但它们的研究有着密切的联系;它们相互促进,共同发展。从理论与应用的角度看,语言学目前至少有以下几个分支学科与人工智能有关。

计算语言学

计算语言学是植根于计算机科学、语言学和数学等多学科沃土而成长起来的一门新兴学科。它通过建立形式化的数学模型,来分析、处理自然语言,并在计算机上用程序来实现分析和处理的过程,从而达到以机器来模拟人的部分乃至全部语言能力的目的。它的项目有统计资料,检索情报,研究词法、句法,识别文字,合成语音,编制机助教学程序,进行机助翻译等。拥有对语言的感悟和理解是语言计算的基础,语言与思维的密切联系,语言的变化性、变异性、内省性等都不为人们所把握和确知。计算语言学的主要目的为借助计算机科学、统计学领域中的模型与算法,解决语言学中的问题。

自然语言处理(NLP)是计算语言学的一个重要研究课题,它主要研究如何利用计算机来理解和生成自然语言。实现人机间自然语言通信意味着要使计算机既能理解自然语言文本的意义,也能以自然语言文本来表达给定的意图、思想等。前者称为自然语言理解,后者称为自然语言生成。自然语言处理的目的是高效的可用于处理自然语言的算法,但实现自然语言理解和自然语言生成是十分困难的,造成困难的根本原因是自然语言文本和对话的各个层次上广泛存在的各种各样的歧义性或多义性。

认知语言学

认知语言学主要是在认知科学的理论背景下建立起来的,同时两者之间亦有同步发展、相辅相成的关系。认知科学既推动了认知语言学的发展,成为后者的主要理论基础,同时也汲取了认知语言学的研究成果,认知语言学成为认知科学的主要组成部分之一。因此,不少学者将认知语言学视为认知科学的一个分支,把它作为是认知研究和语言学的边缘学科。认知语言学的特点是把人们的日常经验看成是语言使用的基础,着重阐释语言和一般认知能力之间密不可分的联系。

认知语言学涉及人工智能、语言学、心理学、系统论等多种学科,它针对生成语言学,提出:语言的创建、学习及运用,从基本上都必须能够透过人类的认知而加以解释,因为认知能力是人类无极荣耀知识的根本。认知语言学对于构建人工智能的操作系统来说是一种指导思想。我们可以想象未来我们对人工智能的交互不是再用一行行命令,而更像是人与人之间的交流;这就要求人工智能必须具备语言能力。另外,语言也具有指导认知和思维的作用。由此可见认知语言学对于人工智能的重要性。

老年语言学

老年语言学,顾名思义,就是研究老年人语言问题的学科。它主要研究老年人运用的语言系统的性质、结构及其变化规律和言语交往问题。研究的基本内容包括老年语音、音位、词汇、语法、修辞、文字等和老年人语言风格的灵活性、阅读技能障碍以及双语老人第二语言的丧失等。在应用上,老年语言学还包括外语学习与成功老龄、老年看护沟通、临终关怀与丧慰等方面。伴随着年龄的增长,老龄人群会出现语言衰退、甚至语言障碍现象,老年语言学研究及其应用正日益受到关注。

老年语言学研究具有跨学科属性,涉及语言学、认知科学与脑科学等多个领域,也与人工智能密切相关。正常老年人及罹患神经退行性疾病老年人语言能力衰退的神经机制、疾病病理、治疗康复等问题,属于从分子、细胞及行为水平研究人脑机理的脑科学范畴;语言与感知、记忆、思维、情感、意识等紧密相关,言语理解与产出研究及言语治疗等问题,属于认知科学范畴;如何利用现代科技,对人脑的语言功能进行模仿,对语言能力衰退及其干预进行辅助,属于人工智能研究及应用范畴。

由上可见,人工智能和语言学是两个相互独立却又密切相关的研究领域。人工智能技术的发展,需将语言学理论的研究成果运用到人机对话的设计中,使机器理解“寒暄”、“安抚”甚至是“讽刺”、“幽默”这样的言语修辞行为,让机器真正读懂人类语言的复杂语义,以及背后的意图和情感,然后给予用户拟人的反馈,从而达到更好的人机自然语言交互效果。同样,人工智能也必将改变语言学研究的发展方向。传统的重理论分析而轻实例,坐着想句子的研究方法将逐渐退出舞台;真实语料、口语和书面语并重,侧重对语言形态进行统计分析的研究将大量涌现。

最后一提,我国语言学界对人工智能与语言学的交叉研究已有介绍,如著名学者王宗炎教授在《略谈美国人工智能研究的新发展》(《国外语言学》1981年第3期)一文中最早对国外学界如何进行语言学与人工智能的研究作了介绍。另一位著名学者伍铁平教授在《语言学是一门领先的科学》(北京语言学院出版社,1994年 3月出版)一书中提到了语言学与人工智能的研究。这两位学术先贤为我国语言学界从事这方面研究提供了有用的信息和有益的帮助。

(作者单位:澳门大学人文学院)

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