Sintassi animale - Dipartimento di Filosofia

L’argomento della lezione
Università degli Studi di Milano
Sintassi animale
I
In questa lezione, parleremo delle capacità sintattiche degli
animali.
I
Prima di affrontare questo argomento, tuttavia, riassumiamo
brevemente alcune delle osservazioni che abbiamo fatto nelle
lezioni precedenti.
Sandro Zucchi
2015-2016
S. Zucchi: Sintassi animale
1
L’infinitezza delle lingue naturali umane
S. Zucchi: Sintassi animale
Limitazioni delle grammatiche regolari
I
I
I
I
Abbiamo visto che le lingue naturali umane hanno un numero
infinito di frasi, formate a partire da un vocabolario finito
attraverso regole che consentono di combinare tra loro le
parole di questo vocabolario (regole sintattiche).
I
Abbiamo visto inoltre che le lingue naturali hanno un numero
infinito di frasi della forma “se. . . , allora. . . ” e “o. . . o. . . ”.
I
In queste frasi, a ogni occorrenza di “se” deve corrispondere
un’occorrenza non adiacente di “allora” e a ogni occorrenza di
“o” deve corrispondere un’altra occorrenza non adiacente di
“o”.
S. Zucchi: Sintassi animale
2
I
3
Abbiamo visto che le grammatiche regolari sono in grado di
generare un numero infinito di frasi. Per esempio, possono
generare il linguaggio che consiste nell’insieme di tutte le
stringhe (ab)n , per ogni numero n≥1.
Tuttavia, abbiamo visto anche che le grammatiche regolari non
sono in grado di generare certi linguaggi, che invece possono
essere generati dalle grammatiche context-free non regolari.
Per esempio, anche limitando il vocabolario a poche parole, le
grammatiche regolari, al contrario di quelle context-free che non
sono regolari, non sono in grado di generare l’insieme infinito di
frasi dell’italiano della forma “se. . . , allora. . . ” e “o. . . o. . . ”.
In termini più astratti, le grammatiche regolari, al contrario di
quelle context-free non regolari, non sono in grado di generare il
linguaggio che consiste esattamente nell’insieme di tutte le
stringhe an bn , per ogni numero n≥0.
S. Zucchi: Sintassi animale
4
Conclusioni
Le capacità sintattiche degli animali
produzione
I
I
In base alle osservazioni precedenti, abbiamo tratto questa
conclusione:
• le grammatiche delle lingue naturali umane non sono regolari,
ma devono avere almeno il potere generativo di una
grammatica context-free (non regolare).
I
I
Se questa conclusione è corretta, possiamo concludere inoltre
che
I
• gli esseri umani sono in grado di padroneggiare delle
grammatiche che hanno almeno il potere generativo di una
grammatica context-free non regolare.
S. Zucchi: Sintassi animale
5
Il caso della cincia
S. Zucchi: Sintassi animale
6
Possibilità combinatorie governate da regole
Mentre vola di ramo in ramo, [la cincia bigia nordamericana
(Poecile atricapilla)] produce un richiamo di quattro note. Le quattro note,
chiamate A, B, C e D, sono sempre prodotte in questa sequenza. La variabilità,
tuttavia, emerge quando in una sequenza le note sono ripetute o omesse, con
la conseguenza che alcuni richiami sono lunghi e altri brevi. Inoltre, tutti i
richiami tendono finire con almeno una nota D.
Analizzando un vasto database di suoni, gli zoologi Jack Hailman, Millicent
Ficken e Robert Ficken hanno scoperto che le due sequenze più comuni erano
AD e BCD, con l’opzione di ripetere uno o più tipi di note in una sequenza,
come AADD o BCCDD. Alcune sequenze non occorrevano mai o capitava solo
di rado. Per esempio, la nota D non era mai seguita da altre note, e la nota C
non era mai seguita dalla sequenza BA. Questo suggerisce che il cervello della
cincia limita il modo in cui questi quattro tipi di note discrete sono disposti.
Nei limiti imposti da queste condizioni, le cincie hanno un sistema
combinatorio aperto che gli permette di generare un numero virtualmente
illimitato di tipi di richiami attraverso la ripetizione o l’omissione di note.
Da M. Hauser, Menti selvagge.
S. Zucchi: Sintassi animale
Qualche lezione fa, abbiamo visto alcuni esempi di sistemi di
segnalazione che gli animali usano spontaneamente in natura. Per
esempio, abbiamo visto il sistema di segnali di allarme dei vervet.
Ora, mentre le vocalizzazioni dei vervet permettono di esprimere
informazioni precise sul tipo di predatore che viene avvistato, le
possibilità di combinazione di queste vocalizzazioni, per quel che ne
sappiamo, sono abbastanza ridotte. I vervet possono eseguire questi
segnali di allarme ripetutamente e le cose finiscono lı̀.
Nel capitolo di Menti selvagge dal titolo “Pettegolezzi sull’arca”,
Hauser riporta tuttavia diversi casi di animali (balene, uccelli,
scimmie del nuovo mondo) che esibiscono capacità sintattiche più
complesse dal punto di vista della produzione dei suoni. Vale a dire,
questi animali emettono delle sequenze di suoni complesse e le
combinazioni possibili di suoni sembrano essere governate da regole.
I
In altre parole, le vocalizzazioni della cincia bigia
nordamericana sembrano essere governate da una grammatica
che determina quali sequenze di note sono possibili e quali no.
I
La grammatica della cincia bigia genera, ad esempio, queste
sequenze:
•
•
•
•
•
I
ABCD
AD
BCD
AADD
BCCDD
Ma non genera queste sequenze:
• ABCDC
• ADC
• CBAD
7
S. Zucchi: Sintassi animale
8
Domande naturali
Iniziando dai primati
Alla luce di queste osservazioni, viene naturale chiedersi:
I
che tipi di regole sintattiche sono in grado di usare gli animali?
I
che tipo di grammatica possono padroneggiare?
I
che tipi di linguaggi sono in grado di riconoscere?
S. Zucchi: Sintassi animale
9
Tamarino dal ciuffo bianco
I
W. T. Fitch e M. Hauser hanno iniziato a investigare le
questioni precedenti in un articolo pubblicato su Science nel
2004.
I
L’animale che hanno scelto di studiare è un primate non
umano: il tamarino dal ciuffo bianco (cotton top tamarin).
S. Zucchi: Sintassi animale
10
Tamarino dal ciuffo bianco
profilo
I
I
S. Zucchi: Sintassi animale
11
Il tamarino dal ciuffo bianco (saguinus oedipus) vive
oggi in una piccola area del nord-ovest della Colombia. Il suo
habitat naturale è la foresta tropicale. È stato dichiarato in pericolo
di estinzione nel 1973. I tamarini hanno la tendenza ad ammalarsi di
tumore al colon e per questo, tra il 1960 e il 1975, da 30.000 a
40.000 tamarini sono stati esportati negli Stati Uniti per essere usati
nella ricerca biomedica su questo tipo di tumore. Oggi, la loro
sopravvivenza è minacciata soprattutto dalla deforestazione e dal
commercio illegale di animali da compagnia.
Savage (1990) stima che esistano tra i 300 e i 200 tamarini dal
ciuffo bianco in Colombia. Savage et al. (1997) riporta che ci sono
1800 tamarini dal ciuffo bianco in cattività, di cui il 64% si trova in
laboratori di ricerca.
S. Zucchi: Sintassi animale
12
Perché i tamarini?
Ciucci e altri accorgimenti
I
I
I
Torniamo a Fitch e Hauser. Perché hanno scelto i tamarini
per la loro indagine?
I
Studi precedenti hanno dimostrato che i tamarini sono abili a
distinguere stimoli linguistici attraverso il canale uditivo.
I
Per esempio, sono in grado di distinguere tra loro i suoni di
linguaggi non familiari. Vediamo come questa abilità è stata
scoperta.
I
I
S. Zucchi: Sintassi animale
13
L’esperimento di Fitch e Hauser
I
Lo scopo di Fitch e Hauser è quello di capire che tipi di
linguaggi i tamarini sono in grado di riconoscere.
I
Per raggiungere questo scopo, hanno costruito due linguaggi:
Poi hanno cercato di determinare se i tamarini sono in grado
di riconoscere questi linguaggi.
I
Vediamo come hanno fatto.
S. Zucchi: Sintassi animale
S. Zucchi: Sintassi animale
14
La procedura di abituazione e il test
• un linguaggio che può essere generato da una grammatica
regolare,
• un linguaggio che non può essere generato da una grammatica
regolare, ma può essere generato invece da una grammatica
context-free.
I
Ramus et al. (2000) hanno condotto un esperimento sui tamarini e i neonati di
pochi giorni facendogli ascoltare delle frasi del giapponese e delle frasi
dell’olandese.
I soggetti venivano esposti a un certo numero di frasi di una delle due lingue finché
si ‘abituavano’. Nel caso dei neonati, l’abituazione veniva segnalata dal fatto che,
mentre da principio l’esposizione alle frasi della lingua non familiare catturava la
loro attenzione producendo un incremento delle succhiate, da un certo punto in
poi le succhiate diminuivano. Nel caso dei tamarini, l’abituazione veniva segnalata
dal fatto che, mentre da principio l’esposizione alle frasi della lingua non familiare
catturava la loro attenzione inducendoli a voltarsi verso gli altoparlanti, da un
certo punto in poi smettevano di voltarsi o si voltavano molto meno.
A questo punto, dopo che si erano abituati alle frasi di una lingua, sia ai neonati
che ai tamarini venivano fatte ascoltare delle frasi dell’altra lingua. Entrambi si
‘disabituavano’ immediatamente (i neonati succhiavano significativamente di più e
i tamarini tornavano voltarsi verso gli altoparlanti). Questo suggerisce che i
tamarini, cosı̀ come i neonati, sono in grado di identificare alcuni dei tratti acustici
che distinguono un linguaggio da un altro.
(Per inciso, né i neonati né i tamarini si disabituavano se le frasi del giapponese e
dell’olandese venivano riprodotte all’indietro. Questo suggerisce che, per
discriminare, usavano proprietà specifiche del linguaggio.)
15
I
Fitch e Hauser hanno fatto ascoltare ai tamarini delle
sequenze di suoni appartenenti a un linguaggio finché i
tamarini si sono abituati (cioè, finché hanno smesso di voltarsi
verso gli altoparlanti che emettevano le frasi).
I
A questo punto, ad un gruppo di tamarini hanno fatto
ascoltare una sequenza nuova appartenente al linguaggio a cui
si erano abituati.
I
Ad un altro gruppo di tamarini hanno fatto ascoltare una
sequenza nuova appartenente all’altro linguaggio (cioè, una
sequenza che non apparteneva al linguaggio a cui erano
abituati).
S. Zucchi: Sintassi animale
16
L’idea
Controllo
L’idea su cui si basa il test è questa:
I supponiamo che i tamarini che sentono una frase del
linguaggio a cui non sono abituati si voltino più spesso verso
gli altoparlanti dei tamarini che sentono una frase del
linguaggio a cui sono abituati; questo indica che i tamarini
sono in grado di riconoscere quali frasi appartengono al
linguaggio a cui sono abituati e quali invece non gli
appartengono;
I supponiamo invece che i tamarini che sentono una frase del
linguaggio a cui non sono abituati si voltino verso gli
altoparlanti tanto quanto si voltano i tamarini che sentono
una frase del linguaggio a cui sono abituati; questo indica che
i tamarini non sono in grado di riconoscere quali frasi
appartengono al linguaggio a cui sono abituati e quali invece
non gli appartengono.
S. Zucchi: Sintassi animale
17
L’alfabeto
I
Come soggetti di controllo nell’esperimento sono stati usati
degli studenti universitari (umani) non ancora laureati.
I
I soggetti sono stati sottoposti agli stessi stimoli acustici dei
tamarini.
I
Vale a dire, sono stati sottoposti sia alle frasi usate per
‘abituare’ i tamarini (frasi di ‘abituazione’) sia alle frasi
presentate ai tamarini dopo l’abituazione (frasi test).
I
Dopo ogni frase test, è stato chiesto agli studenti se la frase
era dello stesso tipo o di tipo diverso rispetto alle frasi
precedenti.
S. Zucchi: Sintassi animale
Convenzioni terminologiche
I
I
18
I linguaggi usati da Fitch e Hauser per testare le abilità dei
tamarini e degli esseri umani sono basati sullo stesso alfabeto,
ovvero sull’insieme di sillabe seguente:
I
{di,ba,la,wu,no,yo,mi,tu,li,pa,bi,mo,gu,do,ka,nu}
I
Nell’esperimento, le sillabe in grassetto sono pronunciate da
una donna e le sillabe non in grassetto sono pronunciate da un
uomo.
I
In questo modo, i due tipi di sillabe sono chiaramente
distinguibili in quanto hanno altezze diverse.
I
I
I
S. Zucchi: Sintassi animale
19
Chiamiamo le sillabe in grassetto (emesse dalla voce
femminile) sillabe di tipo A e le sillabe non in grassetto
(emesse dalla voce maschile) sillabe di tipo B.
Se abbiamo una sequenza di sillabe che inizia con una sillaba
di tipo A seguita da una sillaba di tipo B diremo che la
sequenza è di forma AB.
Se abbiamo una sequenza di sillabe che inizia con una sillaba
di tipo A seguita da una sillaba di tipo B, seguita da una
sillaba di tipo A, seguita da una sillaba di tipo B, diremo che
la sequenza è di forma ABAB.
Se abbiamo una sequenza di sillabe che inizia con una sillaba
di tipo A seguita da una sillaba di tipo A, seguita da una
sillaba di tipo B, seguita da una sillaba di tipo B, diremo che
la sequenza è di forma AABB.
E via dicendo.
S. Zucchi: Sintassi animale
20
I linguaggi da riconoscere
I
Esempi di stringhe usate nell’esperimento
I due linguaggi da riconoscere sono i seguenti:
1. il linguaggio che consiste di tutte le stringhe di forma AB,
ABAB, ABABAB, . . .
2. il linguaggio che consiste di tutte le stringhe di forma AB,
AABB, AAABBB, . . .
I
Entrambi i linguaggi hanno un numero infinito di stringhe.
I
Per brevità, ci riferiremo al linguaggio 1 come al linguaggio
(AB)n e al linguaggio 2 come al linguaggio An Bn .
I
È possibile dimostrare (anche se non lo faremo qui) che,
mentre il linguaggio (AB)n può essere generato da una
grammatica regolare, il linguaggio An Bn può essere generato
da una grammatica context-free, ma non da una grammatica
regolare.
S. Zucchi: Sintassi animale
Nel caso degli esseri umani, per l’abituazione ai due linguaggi
Fitch e Hauser hanno usato stringhe contenenti due o tre
sillabe per ogni tipo (A e B).
I
Invece, per il test successivo all’abituazione al linguaggio
context-free, Fitch e Hauser hanno usato stringhe contenenti
fino a quattro sillabe per ogni tipo.
I
Per esempio, dopo essere stati abituati al linguaggio
context-free, gli esseri umani venivano esposti anche a
stringhe di forma AAAABBBB.
I
Nel caso dei tamarini, sia per l’abituazione che per il test
Fitch e Hauser hanno usato stringhe contenenti due o tre
sillabe per ogni tipo (A e B).
I
Questi sono esempi di stringhe usate nel test che
appartengono al linguaggio regolare:
la li ba pa (ABAB)
di pa wu bi to nu (ABABAB)
I
Questi sono invece esempi di stringhe usate nel test che
appartengono al linguaggio context-free:
di yo gu do (AABB)
la no yo mo bi gu (AAABBB )
21
Estensioni
I
I
S. Zucchi: Sintassi animale
22
Esempi di grammatiche
I
Fitch e Hauser si limitano a descrivere i linguaggi da cui
provengono le sequenze di suoni a cui i tamarini sono stati
esposti, senza descrivere le grammatiche che generano i
linguaggi.
I
Per concretezza, presentiamo due grammatiche che generano i
linguaggi usati da Fitch e Hauser.
In questo modo, era possibile verificare se gli esseri umani
estendevano le regole che avevano appreso in fase di
abituazione anche a stringhe con un numero di sillabe
superiore.
S. Zucchi: Sintassi animale
23
S. Zucchi: Sintassi animale
24
Una grammatica regolare per il linguaggio (AB)n
Una grammatica context-free (non regolare) per An Bn
Gr =(VT ,VN ,S,R), dove
Gcf =(VT ,VN ,S,R), dove
I
VT (l’alfabeto terminale) è l’insieme di sillabe
{di,ba,la,wu,no,yo,mi,tu,li,pa,bi,mo,gu,do,ka,nu}
I
VT (l’alfabeto terminale) è l’insieme di sillabe
{di,ba,la,wu,no,yo,mi,tu,li,pa,bi,mo,gu,do,ka,nu}
I
VN (l’alfabeto non terminale) è l’insieme {S,B}
I
VN (l’alfabeto non terminale) è l’insieme {S,A,B}
I
S è il simbolo iniziale
I
S è il simbolo iniziale
I
R è l’insieme di regole seguente:
I
R è l’insieme di regole seguente:
S → diB
S → wuB
S → tuB
B → paS
B → guS
B → nuS
S → baB
S → noB
S → miB
B → biS
B → doS
S→ e
S → laB
S → yoB
B → liS
B → moS
B → kaS
S. Zucchi: Sintassi animale
S → ASB
A → ba
A → no
A → mi
B → bi
B → do
25
Derivazione di una stringa del linguaggio regolare
di
wu
tu
pa
gu
nu
26
S
A
di
S
B
ba
pa
S. Zucchi: Sintassi animale
→
→
→
→
→
→
Derivazione di una stringa del linguaggio context free
B
li
A
A
A
B
B
B
S. Zucchi: Sintassi animale
S
la
S→e
A → la
A → yo
B → li
B → mo
B → ka
S
A
yo
S
e
B
gu
B
do
S
e
27
S. Zucchi: Sintassi animale
28
Risultati
I
I
I
Rappresentazione grafica
I
Dopo che i tamarini sono stati abituati alle frasi del linguaggio
(AB)n (il linguaggio regolare), è accaduto questo: i tamarini che
hanno sentito una frase del linguaggio An Bn (il linguaggio
context-free) si sono voltati verso gli altoparlanti molto più
spesso dei tamarini che hanno sentito una frase del linguaggio
(AB)n .
Dopo che i tamarini sono stati abituati alle frasi del linguaggio
An Bn (il linguaggio context-free), è accaduto questo: i tamarini
che hanno sentito una frase del linguaggio (AB)n si sono voltati
verso gli altoparlanti più o meno lo stesso numero di volte dei
tamarini che hanno sentito una frase del linguaggio An Bn .
Gli studenti, invece, hanno correttamente identificato le frasi che
non appartenevano al linguaggio sia dopo essere stati abituati
alla frasi del linguaggio regolare sia dopo essere stati abituati
alle frasi del linguaggio context-free.
S. Zucchi: Sintassi animale
I
I
29
Le conclusioni di Hauser e Fitch
I
S. Zucchi: Sintassi animale
30
Voci di dissenso
Secondo Fitch e Hauser, i dati precedenti indicano che
• i tamarini sono in grado di riconoscere quali frasi appartengono
a un linguaggio regolare,
• a differenza degli esseri umani, i tamarini non sono in grado di
riconoscere quali frasi appartengono a un linguaggio
context-free.
I
I diagrammi inferiori riguardano il caso in cui umani e tamarini sono stati abituati
alle frasi del linguaggio context-free; i diagrammi superiori il caso in cui umani e
tamarini sono stati abituati alle frasi del linguaggio regolare.
La colonna ‘violation’ indica la percentuale di volte in cui i tamarini si sono voltati (e
gli umani hanno indicato che si trattava di una frase di tipo diverso) quando hanno
udito una frase che non apparteneva al linguaggio a cui erano stati abituati.
La colonna ‘consistent’ indica la percentuale di volte in cui i tamarini si sono voltati
(e gli umani hanno indicato che si trattava di una frase di tipo diverso) quando
hanno udito una frase che apparteneva al linguaggio a cui erano stati abituati.
Fitch e Hauser ipotizzano che questa differenza tra tamarini
ed esseri umani dipenda dal fatto che i tamarini, a differenza
degli esseri umani, non sono in grado di padroneggiare una
grammatica context-free, per quanto semplice.
S. Zucchi: Sintassi animale
31
I
Alcuni ricercatori (Kochanski 2004, Liberman 2004, Perruchet
e Rey 2005) hanno obiettato alle conclusioni di Fitch e Hauser.
I
Questi ricercatori sostengono che i dati ottenuti attraverso
l’esperimento che abbiamo descritto possono essere spiegati
diversamente.
I
Qui esamineremo la spiegazione alternativa proposta da
Perruchet e Rey.
S. Zucchi: Sintassi animale
32
Un’osservazione importante
I
I
Spiegazione alternativa del comportamento degli umani
I
La spiegazione alternativa dei dati ottenuti da Fitch e Hauser si
basa sull’osservazione seguente.
Le stringhe di forma (i)-(ii), a differenza delle stringhe di forma
(iii)-(iv), non appartengono al linguaggio An Bn :
(i) ABAB
(ii) ABABAB
(i) ABAB
(ii) ABABAB
(iii) AABB
(iv) AAABBB
(iii) AABB
(iv) AAABBB
I
I
Ma queste stringhe differiscono anche per un altro aspetto:
• le stringhe di forma (iii)-(iv) contengono una sola transizione da
sillabe di tipo A (emesse da una femmina) a sillabe di tipo B
(emesse da un maschio);
• invece, le stringhe di forma (i)-(ii) contengono, rispettivamente, due
e tre transizioni da sillabe di tipo A a sillabe di tipo B.
S. Zucchi: Sintassi animale
I
33
Il dato mancante
I
I
Notate che, se gli esseri umani dopo l’abituazione ad An Bn contano le
transizioni da A a B nelle stringhe del test, il loro classificare (i)-(ii) come
di tipo diverso non indica che sono in grado di distinguere le stringhe che
appartengono al linguaggio An Bn da quelle che non gli appartengono:
I
Se gli esseri umani discriminano tra (i)-(ii) e (iii)-(iv) in base
al numero di transizioni da sillabe di tipo A a sillabe di tipo B,
come si spiega il comportamento dei tamarini?
(i) ABAB
(ii) ABABAB
Infatti, se gli esseri umani contano le transizioni da A a B dopo
l’abituazione ad An Bn , allora dovrebbe disposti ad accettare (v), anche se
(v) non appartiene ad An Bn :
(iii) AABB
(iv) AAABBB
I
Dovrebbe essere disposti ad accettare (v), in quanto (v) ha una sola
transizione da A a B, al pari delle stringhe usate nell’abituazione ad
An Bn .
Il problema è che Fitch e Hauser non hanno stringhe di forma (v) nel
test. Quindi, non sono in grado di escludere la spiegazione alternativa del
comportamento degli umani.
S. Zucchi: Sintassi animale
34
Perché i tamarini non ce la fanno?
(v) AAABB
I
Ma il comportamento degli esseri umani nel test può essere spiegato
invece dal fatto che hanno contato le transizioni da sillabe di tipo A a
sillabe di tipo B: dopo esser stati abituati ad An Bn , hanno percepito
(i)-(ii) come diverse perché (i)-(ii), a differenza delle stringhe usate per
l’abituazione, contengono più di una transizione dal tipo A al tipo B.
Per la stessa ragione (differenza nel numero di transizioni) gli esseri
umani classificano (iii)-(iv) come diverse dopo essere stati abituati a
(AB)n .
S. Zucchi: Sintassi animale
(i) ABAB
(ii) ABABAB
I
Secondo Fitch e Hauser, gli esseri umani abituati al linguaggio An Bn
classificano (i)-(ii), ma non (iii)-(iv), come di tipo diverso in quanto
sono in grado di riconoscere quali stringhe appartengono al linguaggio
An Bn e quali no:
35
Perché i tamarini abituati al linguaggio (AB)n riconoscono che
le stringhe della forma in (iii)-(iv) sono di tipo diverso, mentre
quando sono abituati ad An Bn non riconoscono che le stringhe
della forma in (i)-(ii) sono di tipo diverso?
S. Zucchi: Sintassi animale
36
Spiegazione alternativa del comportamento dei tamarini
I
Arrivano gli storni
Perruchet e Rey propongono questa spiegazione alternativa del
comportamento dei tamarini nel test:
le stringhe AAABBB [usate da Hauser e Fitch)
suonano molto più simili a una lingua naturale umana
delle successioni di sillabe. . . che compongono le
stringhe ABABAB. Questo può spiegare perché i
tamarini si sono orientati selettivamente verso gli
altoparlanti quando hanno sentito AAABBB dopo
essere stati familiarizzati con l’altra struttura.
L’opposto non è accaduto perché probabilmente la
“novità” introdotta da ABABAB non presentava alcun
interesse potenziale (ad esempio, il nuovo suono non
poteva fornire un indizio riguardo alla possibile
presenza di esseri umani).
Perruchet e Rey (2005).
S. Zucchi: Sintassi animale
37
Rattle rattle warble warble
I
Nel 2006, due anni dopo la pubblicazione del
lavoro di Hauser e Fitch, è stato pubblicato su Nature un
lavoro di Gentner et al. che indaga le capacità di
riconoscimento sintattico di una specie più lontana dall’uomo:
lo storno (sturnus vulgaris).
I
I risultati riportati in questo studio sono sorprendenti, in
quanto sembrano indicare che gli storni, opportunamente
addestrati, hanno la capacità di riconoscere un linguaggio
context-free (non regolare).
S. Zucchi: Sintassi animale
38
Storni vs. tamarini
I
Ecco come G. F. Marcus nell’editoriale di Nature del 27 Aprile 2006
riassume i risultati di Gentner et al.:
[Gentner et al. (2006) hanno condotto un esperimento in
cui] premiavano degli storni europei perché premessero una
barra in risposta a stringhe della forma An Bn generate
artificialmente sulla base di suoni che gli storni emettono,
come rattle rattle warble warble, e negavano invece la
ricompensa per risposte alla grammatica (AB)n (e
viceversa, per un altro gruppo di storni). Benché
l’apprendimento non sia stato istantaneo, nove uccelli su
undici alla fine (dopo 10.000-50.000 tentativi) hanno
imparato a discriminare in modo sicuro tra le due
grammatiche, riuscendo cosı̀ dove le scimmie avevano
fallito. . . . Benché ci siano alcune difficoltà minori, queste
sono prove forti che gli esseri umani non sono i soli ad
essere in grado di riconoscere [i linguaggi context-free].
S. Zucchi: Sintassi animale
I
In base ai dati raccolti dal gruppo di Gentner, gli storni, addestrati con
stringhe del tipo in 1-2, sono in grado di riconoscere sia nuove stringhe
dello stesso tipo sia stringhe del tipo in 3-4, mentre non accettano
stringhe del tipo in 5-7:
1. AB
2. AABB
3. AAABBB
4. AAAABBBB
5. *ABAB
6. *ABABAB
7. *ABABABAB
I
I
39
(Le unità di tipo A (rattles) che compongono le sequenze sono
acusticamente simili tra loro, e cosı̀ le unità di tipo B (warbles)).
In base a questi dati, gli storni sono dunque in grado di operare il tipo di
discriminazioni che, secondo l’esperimento di Fitch e Hauser, i tamarini
sono invece incapaci di compiere.
S. Zucchi: Sintassi animale
40
Il dato mancante
I
I
La conclusione di Gentner et al.
L’esperimento di Gentner et al. permette inoltre di escludere
la possibilità che gli storni distinguano i due linguaggi
contando le transizioni.
Infatti, gli storni addestrati con stringhe del tipo 1-2, rifiutano
stringhe del tipo in 8-10, benché, come le stringhe in 1-2, le
stringhe 8-10 contengano una sola transizione da A a B:
1. AB
2. AABB
I
La conclusione che Gentner et al. hanno tratto
dall’esperimento precedente è dunque che esiste una specie
animale in grado di riconoscere un linguaggio context-free.
I
Prima di passare ad esaminare il prossimo (e ultimo)
esperimento relativo alle capacità di riconoscimento sintattico
degli animali, è necessaria una riflessione.
8. *AAABB
9. *AABBB
10. *AAAB
I
Questo indica che gli storni comprendono che il linguaggio
target deve avere un certo numero di suoni di tipo A seguiti
dallo stesso numero di suoni di tipo B.
S. Zucchi: Sintassi animale
41
Linguaggi An Bn e lingue naturali umane
S. Zucchi: Sintassi animale
Una differenza significativa
I
I
I
I
I
La nostra discussione sulle capacità di riconoscimento
sintattico degli animali si è concentrata finora sui linguaggi
della forma An Bn .
I
La ragione per cui gli sperimentatori hanno concentrato la loro
attenzione su questi linguaggi è che, come le lingue naturali
umane, non sono generabili da una grammatica regolare.
I
Tuttavia, gli esempi che abbiamo usato per mostrare che le
lingue naturali umane non sono linguaggi regolari, ovvero le
frasi “se, . . . allora” e “o. . . o”, differiscono in modo
significativo dai linguaggi An Bn che abbiamo considerato.
Nei linguaggi An Bn usati negli esperimenti, tutti gli elementi di tipo A
sono fonologicamente simili tra loro e tutti gli elementi di tipo B sono
fonologicamente simili tra loro.
Dunque, è possibile determinare se una stringa appartiene a questi
linguaggi contando i due gruppi di elementi fonologicamente simili: se
il numero è identico la stringa appartiene al linguaggio, altrimenti, no.
Nelle frasi in 11-12, invece, non c’è alcuna somiglianza fonologica tra
le occorrenze in grassetto di “se” e “o” e non c’è alcuna somiglianza
fonologica tra le occorrenze corrispondenti di “allora” e “o”:
11. se o il cane è triste o il ragazzo è contento, allora il cane è triste,
12. o se il cane è triste, allora il ragazzo è contento o se il ragazzo è
contento, allora il cane è triste.
I
Vediamo perché.
S. Zucchi: Sintassi animale
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Dunque, non è possibile determinare se una stringa appartiene
all’insieme delle frasi grammaticali dell’italiano della forma “se,
. . . allora” e “o. . . o” contando gli elementi fonologicamente simili.
S. Zucchi: Sintassi animale
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Una conseguenza
I
Arrivano i passeri del Bengala
Una conseguenza della differenza precedente è questa:
• il modo in cui gli storni riconoscono il linguaggio An Bn al quale
sono stati addestrati potrebbe essere essenzialmente diverso
dal modo in cui gli esseri umani riconoscono quali frasi della
forma “se, . . . allora” e “o. . . o” sono benformate e quali no.
I
Una mossa naturale a questo punto è quella di indagare le
capacità di riconoscimento sintattico degli animali in relazione
a un linguaggio context-free che, come le lingue naturali
umane, escluda la possibilità di effettuare il riconoscimento
contando gli elementi fonologicamente simili.
I
Questo ci porta al prossimo esperimento.
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Familiarizzazione
I
I
I
I
I
Gli uccelli canterini, come il passero del Bengala (lonchura
striata var. domestica), “cantano delle canzoni
sintatticamente complesse; le sequenze di sillabe nelle loro
canzoni sono variabili, ma emesse in ordine non casuale,
indicando che le canzoni hanno alcuni dei livelli di
organizzazione sintattica di base osservati nei linguaggi
umani.”
I
Vediamo uno degli esperimenti condotti da Abe e Watanabe.
S. Zucchi: Sintassi animale
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Nel test (avvenuto dopo 5 minuti di silenzio dalla
familiarizzazione), i passeri hanno ascoltato stringhe di due tipi:
I
stringhe che obbedivano alle regole del linguaggio context-free
con cui erano stati familiarizzati (di cui alcune già sentite e
alcune nuove):
• ♠♥♥♠
• ♣♠♥♥♠♣
• ecc.
I
♥♥
♠♥♥♠
♥♠♠♥
ecc.
stringhe che violavano le regole del linguaggio context-free
con cui erano stati familiarizzati:
• ♠♥♣♥
• ♠♣♠♥♠♣
• ecc.
Un linguaggio con un numero infinito di stringhe di questo genere
richiede una grammatica context-free.
S. Zucchi: Sintassi animale
Nel 2011, uno studio di Abe e Watanabe,
pubblicato su Nature neuroscience, ha investigato le capacità
di riconoscimento sintattico dei passeri del Bengala.
Il test
In primo luogo, circa 20 passeri sono stati familiarizzati per 60 minuti
con 52 stringhe diverse formate da sillabe accoppiate in un certo modo
(le sillabe sono state selezionate dalle canzoni dei passeri).
Per esempio, se la sillaba ♥ occorre in prima posizione nella stringa,
allora un’altra sillaba ♥ (foneticamente priva di somiglianza con la
prima) occorre in ultima posizione; se ♥ occorre in seconda posizione, ♥
occorre in penultima posizione; se ♥ occorre in terza posizione, ♥
occorre in terzultima posizione; e cosı̀ via.
Assumendo l’inventario di sillabe {♥, ♠, ♣, ♥, ♠, ♣, }, prive di
somiglianza fonetica tra loro, le stringhe con cui i passeri sono stati
familiarizzati sono del tipo seguente:
1.
2.
3.
4.
I
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S. Zucchi: Sintassi animale
48
Risultati
I
I
I
I
I
Contare non serve
I
I passeri del Bengala rispondono a una canzone con un breve
richiamo.
Abe e Watanabe hanno misurato il numero dei richiami di
risposta dopo la familiarizzazione e l’hanno confrontato con il
numero dei richiami di risposta alle stringhe del test.
Quando i passeri del Bengala hanno udito una sequenza che
obbediva alle regole del linguaggio context-free con cui erano stati
familiarizzati, non si sono verificate differenze significative nel
numero dei richiami di risposta.
Quando i passeri del Bengala hanno udito una sequenza che non
obbediva alle regole del linguaggio context-free con cui erano stati
familiarizzati, si è verificata una diminuzione significativa nel
numero dei richiami di risposta.
Questi dati sembrano indicare che i passeri del Bengala sono
sensibili alle violazioni delle regole del linguaggio context-free.
S. Zucchi: Sintassi animale
(a)
(b)
(c)
(d)
I
I
49
Riassumendo
I
Abbiamo presentato alcuni studi sulle capacità sintattiche
degli animali.
I
In primo luogo, abbiamo visto che le cincie bigie
nordamericane sembrano produrre sequenze di suoni governate
da regole.
I
Quindi, abbiamo visto alcuni studi sulle capacità di
riconoscimento sintattico dei tamarini, degli umani, degli
storni e dei passeri del Bengala.
I
Abbiamo visto che storni e passeri del bengala sembrano avere
la capacità di identificare le violazioni delle regole di un
linguaggio context-free.
♠♥♥♠
♣♠♥♥♠♣
♠♥♣♥
♠♥♠♥♠♣
(conforme)
(conforme)
(violazione)
(violazione)
Infatti, non esiste alcuna somiglianza fonologica tra le sillabe in
blu né alcuna somiglianza fonologica tra le sillabe in rosso.
Per distinguere le violazioni dai casi conformi, i passeri devono
imparare ad associare elementi particolari tra loro (♥ con ♥, ♣
con ♣, ecc.), cosı̀ come nelle frasi condizionali dobbiamo
imparare ad associare “se” con “allora”, e nelle disgiunzioni “o”
con “o”.
S. Zucchi: Sintassi animale
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La sorte dei passeri del Bengala
I
I
I
I
I
S. Zucchi: Sintassi animale
Si noti che, nell’esperimento che abbiamo descritto, non è
possibile distinguere i casi di violazione delle regole, come
(c)-(d), dai casi conformi alle regole, come (a)-(b), contando il
numero degli elementi successivi che sono fonologicamente
simili:
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L’esperimento sui passeri del Bengala che abbiamo
esaminato non era un esperimento cruento, si limitava a registrare le
risposte comportamentali dei passeri a diversi tipi di sequenze sonore.
Ma Abe e Watanabe non si sono fermati qui.
Alcuni dei passeri sono stati uccisi dopo il test per verificare quali
zone del cervello erano impegnate nel discriminare le sequenze che
comportavano violazioni sintattiche.
Ad altri passeri è stata lesionata una parte del cervello (sotto
anestesia) e poi sono stati sottoposti al test per verificare che quella
zona fosse l’area preposta al compito di discriminazione. Infine, i
passeri sono stati uccisi.
La procedura è stata approvata dal Comitato per la Ricerca Animale
dell’Università di Kyoto.
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