Квантовая теория речи

Квантовая теория речи представляет собой фонетический ответ на один из фундаментальных вопросов фонологии , а именно: если каждое языковое сообщество волено произвольно выбирать систему фонем или сегментов, то почему запасы фонем разных языков так похожи? Например, почти во всех языках есть стоповые согласные /p/, /t/, /k/, и почти во всех есть гласные /a/, /i/ и /u/. Другие фонемы значительно различаются в разных языках, но не так сильно, как если бы каждый язык имел свободу выбора произвольно.

Квантовая теория, предложенная Кеном Стивенсом из Массачусетского технологического института , формализует интуитивное представление о том, что некоторые звуки речи воспроизводить легче, чем другие. Звуки, которые легче воспроизвести формальным способом, описанным ниже, более распространены среди языков мира; те, которые сложнее производить, встречаются реже.

Квантовая природа речи

Пусть Y=f(X), где X — любой конкретный артикуляционный параметр (например, положение кончика языка), а Y — любой конкретный параметр восприятия (например, воспринимаемая частота пика в акустическом спектре). Как и любое нелинейное соотношение, f(X) имеет области с низким наклоном (|df/dX| малые) и области с высоким наклоном (|df/dX| большие). Значения Y, полученные из области с большим уклоном, нестабильны в том смысле, что небольшое изменение X вызывает большое изменение Y; Значения Y, полученные из области с небольшим уклоном, наоборот, стабильны, поскольку на них мало влияют большие изменения X. Стивенс предложил в 1968 году. что стабильность регионов с низким уклоном повышает вероятность их выбора в качестве дискретных лингвистических единиц (фонем) языками мира, и что различие между любой парой фонем имеет тенденцию аналогичным образом происходить в нестабильной пограничной области с высоким наклоном. . Примеры включают в себя

Согласное место артикуляции

• Альвеолярное и небное. Твердое небо находится горизонтально на расстоянии до 1 см позади зубов, а затем внезапно открывается вверх, образуя образование, известное как альвеолярный гребень. Таким образом, перемещая язык на несколько миллиметров вперед или назад от альвеолярного гребня, можно резко изменить акустический спектр, в результате чего появляется различие между «глотком» и «кораблем».
• Небный и ретрофлексный. Кончик языка гибкий примерно на 1,5 см ниже кончика, что позволяет кончику языка загибаться назад. Если при выполнении этого действия кончик языка оказывается близко к небу, то воздушная полость под языком внезапно удлиняется с 2,5 см до 4 см, в результате чего происходит смена слова «чип» на «трип» или на «ты». "жалеть".

Согласная манера

• Взрывной, фрикативный, скользящий. Создание турбулентности в речевом тракте требует очень тщательной настройки: минимальное поперечное сечение сужения обычно должно быть менее 1,5 мм, но больше 0 мм. Если язык (например) полностью прижимается к небу, а затем снова отпускает, в результате получается взрывной звук (как в случае с «кончиком»). Если язык закрывается большую часть пути, но не переходит границу в 1,5 мм, результатом является скольжение (как в «тявке»). Если язык достигает минимальной ширины сужения от 0 до 1,5 мм, получается фрикативный звук (как в слове «корабль»). Несмотря на требуемую высокую степень контроля, в большинстве языков сохраняется трехсторонний контраст между скользящими, фрикативными и взрывными звуками из-за достигнутой таким образом большой акустической разницы.
• Взрывной против носового. Если проход между ртом и носом приоткрывается хотя бы на 1 мм во время закрытия /b/ слова «жук», слово становится «кружка». Дальнейшее раскрытие мягкого неба (2 мм, 5 мм и даже 20 мм) на акустику почти не влияет; в большинстве языков различают /b/ и /m/, но лишь немногие, если таковые имеются, различают разные степени открытия мягкого неба.
• Резкий против нерезкого. При образовании фрикативного звука турбулентная струя воздуха может быть либо направлена ​​на препятствие (например, в слове «грех» струя направлена ​​на нижние зубы), либо направлена ​​прямо изо рта (как в слове "тонкий"). Струя, направленная на препятствие, производит гораздо больше шума (мощность звука обычно в десять раз выше), поэтому во многих языках это различие используется для усиления незначительной разницы в месте артикуляции.

Гласные

• Лиственница продемонстрировал, что когда пиковые частоты спектра гласных (так называемые «форманты») находятся ближе друг к другу, чем примерно на полоктавы, слушатели реагируют так, как если бы два пика были объединены в один пик. Многие различия гласных выходят за пределы этого полуоктавного порога, например, первые две форманты слова «купленный» находятся ближе, чем на полоктавы, а форманты «но» - нет; вторая и третья форманты «бита» ближе половины октавы, а «бета» — нет.

Возможности улучшения

Квантовая теория поддерживается теорией изменения языка, разработанной в сотрудничестве с Джеем Кейзером, которая постулирует существование избыточных или дополнительных функций.

В языке довольно часто можно встретить пару фонем, которыеотличаются одновременно двумя признаками. На английском, например,«худой» и «грех» различаются как местом сочлененияфрикативный (зубы по сравнению с альвеолярным гребнем) и по его громкости(некричащий против резкого). Точно так же «tell» и «dell» различаются покак в звонкости начального согласного, так и в его устремлении (За /t/ в слове «tell» сразу же следует дуновение воздуха, похожее на короткое/h/ между взрывным и гласным). Во многих случаях роднойговорящие имеют сильную и ошибочную интуицию относительно относительноговажность двух различий, например, носители английского языка считаютчто «тонкий» и «грех» — это различие в месте артикуляции, дажехотя разница в громкости более заметна. Стивенс, Кейзери Кавасаки предложил, чтобы такоеизбыточные функции развиваются по мере улучшения слабой акустикиразличие, чтобы улучшить надежность языкафонологическая система.