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张清俐:以逻辑方法刻画自然语言结构

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发表于 2018-5-4 11:37:36 | 显示全部楼层 |阅读模式
如何使计算机高效识别、处理日常生活中的自然语言,正成为众多学科联合攻关的热门研究领域,涉及的学科包括逻辑学、语言学、计算机科学等。基于各种自然语言的计算机处理系统、语言翻译软件等相继问世,但仍未有一项成果能够完全“打通”自然语言与计算机信息处理两种差异性机制。
攻克技术难题离不开基础理论的支撑,逻辑语义学研究便是近年来面向自然语言信息处理的基础理论先导工作。
语言信息处理的“天生同盟军”
自然语言伴随人类文化的演化而产生、发展、演变。自然语言信息处理研究的目的是实现人与计算机的有效通信。20世纪中叶以来的每一次计算技术变革尤其是当今大数据、云计算技术和社会化网络模式,给自然语言信息处理带来了新的发展契机和探索空间。
杭州师范大学教授冯志伟介绍说,自然语言信息处理研究一般有三个过程:第一,把需要研究的问题在语言学上加以形式化,使之能以一定的数学形式严密而规整地表示出来;第二,把这种数学形式表示为算法,使之在计算上形式化;第三,根据算法编写计算机程序,建立自然语言处理系统。
正如当代语言学家王士元所指出,“现代逻辑学和计算机科学有共同的宗旨:扩展人类大脑功能,帮助人脑正确、高效地思维。它们是天生的同盟军,分别作战在基础理论和实用技术两条战线上。”中国社会科学院哲学研究所逻辑学研究室主任邹崇理认为,逻辑作为人类知识结构的基础在自然语言信息处理领域发挥着巨大作用。逻辑语义学以自然语言的意义为研究对象,以逻辑为研究方法刻画自然语言结构,其研究结果是计算机自然语言信息处理的理论基础。
20世纪90年代以来,欧美国家先后成立了以自然语言信息处理为导向的逻辑研究机构,如荷兰阿姆斯特丹大学的逻辑、语言和计算研究所。该所创立了《逻辑、语言和信息》期刊,并以此为基础每年举办“逻辑、语言和信息”暑期学院。
这种横跨逻辑学、语言学和计算机科学的交叉研究在近十多年来发展迅猛。中国社会科学院哲学研究所、中山大学逻辑与认知研究所等机构已有一批初步研究成果。邹崇理认为,从逻辑语义学角度对自然语言尤其是对汉语进行形式化研究,能够拓宽我国计算机自然语言处理思路,提高处理效率。
破解自然语言信息处理“硬核”
目前自然语言信息处理中存在许多难题,例如,词义的消歧、句法的模糊性和机器翻译等。“从本质上把握人类自然语言‘理解’和‘认知’机制,科学把握‘理解’、‘认知’与计算机‘计算’机制间的差异是各种难题中的‘硬核’。”北京语言大学信息学院青年学者陈鹏表示。
如何破解“硬核”?逻辑语义学发挥着“转化”作用。邹崇理介绍说:“依据语言学的研究成果,针对计算机信息处理的具体任务,综合现代逻辑和数学方法进行逻辑语义学研究,可为自然语言计算机处理技术提供理论依据。”
现代逻辑学的构造方法具有递归性和可推演性,如果自然语言结构可以被逻辑方法刻画,自然语言的句子便具有递归性和可推演性。合肥师范学院外国语学院副院长李可胜表示,现代逻辑学可以通过特定规则,使所有句子及其意义都可由其基本单位及其意义中生成。这就意味着可以设计一个算法来判定不同句子的逻辑语义。
以逻辑方法刻画自然语言结构的困难也是显而易见的。有学者表示,逻辑表述是人工构造的,各类符号和组合规则都有严谨定义,没有任何歧义结构。而自然语言语符和语义间的关系错综复杂,句法组合规则也受到多种因素制约。要在自然语言结构与特定逻辑表述间建立这种对应关系困难重重。
近年来,语言学与逻辑学交融形成的研究成果,如蒙太格模型论语义学、范畴类型逻辑等,使逻辑语义学在实现自然语言形式化方面更具可行性。
挑战汉语信息处理难题
有学者指出,国内目前的研究主要以引进国外理论为主,能应用到汉语研究的并不多,现有研究主要停留在模仿阶段,缺乏对汉语句法语义规律的深挖。
汉语语法的特点使得汉语自然语言处理面临更多制约。“汉语具有‘意合’特点,是一种句法标记较贫乏的语言,句法组合规则往往与语义和语用规则交织。句子成分间的逻辑关系不一定通过明确的词汇形式,而是通过句子成分自身的语义或语用环境来表现。”李可胜表示,怎样从逻辑语义学角度描述汉语的意合性,怎样设计特定逻辑规则揭示汉语语义对句法的弥补,是汉语信息处理的逻辑语义学研究面临的理论难题。
语言的内核是不变的,有可能通过逻辑语义分析手段把握这个内核。邹崇理表示,从逻辑语义学角度描述汉语的意合性,有助于在汉语语句系统的规则设置上,揭示汉语语义对句法的弥补,从而把握汉语独特的句法语义对应规律。

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