婴儿说话的奇怪物理学

L和所有的新父母一样，当我和我9个月大的女儿在一起唠叨时，我一定听起来像个怪人。没关系，她很高兴。我有时会问她，当她说出一些明显肯定的话并用她那双蓝色的大眼睛看着我时，她可能是什么意思：哦，你喜欢爸爸抱你吗？啊，你对一块新尿布心存感激？她的声音伴随着尖叫声和尖叫声whoas和亚华- 可以有惊人的气魄和一种生态意义。我女儿的声音，科学家们说，催化“我产生”简化的、更容易学习的语言

我女儿现在经常说“妈妈”。我妻子认为这意味着孩子需要她的注意。所以读了一本2017年的书后，我感到有点沮丧纸张在里面神经科学与生物行为评论题为“语言的增长：普遍语法、经验和计算原理”，宾夕法尼亚大学计算机科学家Charles Yang研究语言习得，并与同事一起写道：“尽管像‘妈妈’和‘爸爸’这样的声音很流行，但在《喋喋不休》中，辅音和元音的组合没有任何参考意义”——它们只不过是“无意义音节的有节奏重复。”（对不起，丹妮尔！）不过，这种缺乏“语义内容”的现象对我们来说并没有什么可抱怨的“牙牙学语融合了语言单位（音素和音节）来创造组合结构”，这是语言学习的基本原则。

“每种语法都定义了句子的概率，”理论物理学家埃里克·德吉奥利说。

语言如何能如此可以学习的拼图已经有我的晚了，完全不知所措。婴儿很无奈。我可以看到，有一些指令，小孩可以学习新的想法或技能，比如系鞋带，他们可以理解你说的话并模仿动作。然而，我的女儿将可靠地、毫不费力地遵守语法，即使有点粗鲁，之前她在系自己的鞋。这是一个奇迹，婴儿什么都能学，更不用说语言了。鹦鹉，一个很好的语言模仿者，不会唠叨，也不会把语言分解成离散的单元。杨和他的同事们注意到“著名的鹦鹉亚历克斯所能提供的最好的东西是把‘spool’一词翻译成‘swool’，很明显，当另一只鹦鹉被教给物体贴标签时，他就学会了这个词。”

换言之，鹦鹉不参与“融合”现象，融合是语言层次结构的引擎，婴儿开始发声时，这种心理技术开始加速。所有人类语言都有“听不见的层次结构”语言学家大卫·阿德格尔在他的著作中写道：“当我们还是孩子的时候，我们会把我们听到的声音序列强加给别人。”鹦鹉螺特色，”这个简单的结构团结所有人类语言。““我们听到声音或看到的迹象，但我们的心有灵犀的语法。”这就是为什么婴儿可以学习任何语言。有一些深藏在心中识别语法或每个特殊语法的语言，就好像它是作为一个面明显。“的语言在一个蹒跚学步的语法复杂性的全尺寸依然未能语言的科学家和工程师的一致好评，尽管几十年的深入研究。”

也许这并不奇怪，那么，物理学家现在钟声在里面以最近的一次为例纸张埃里克DeGiuli，理论物理学家，曾任高等师范学校，在巴黎，目前在多伦多瑞尔森大学。在他的论文中，他认为，一种语言或具体为“上下文无关文法”，其中几乎所有的语言交流，可以为孩子们互动，因为他们听到的单词和句子的物理对象进行处理。在上下文无关文法，句子具有树状结构的图形：“熊走进洞穴”可以被分解成名词和动词词组“熊”和“走进洞穴”分别和各这些元素分解成更基本的单位，如名词和动词。你可以把这些树的叶子。

这给了我一个婴儿穿越森林的荒谬画面。婴儿“接触”的语言的“表面”是所有可能的词到句子的结构，既有意义又无意义。“每种语法都定义了句子的概率，”DeGiuli写道。在英语中，某些单词一个接一个地出现，比其他单词更有可能具有语法意义。DeGiuli说，在婴儿的心目中，那些有意义的单词会被赋予更大的权重，而那些没有意义的单词组合会被赋予更少的权重。科学作家菲利普·鲍尔（Philip Ball）在一份研究报告中写道，这些不同的词汇排列“就像统计力学中的微观状态——一个系统组成粒子的所有可能排列的集合。”文章在DeGiuli的论文。“现在的问题是，所有可能的[上下文无关文法]中，什么样的重量分布的区别[上下文无关文法]从那些生产信息丰富者产生随机字的句子？”

出人意料的是，它与做“温度”。不是字面的温度，如冷，热，但是类似于温度的测量。对于DeGiuli，热与随机性而冷是更确定的，不象在一个房间或对象高温如何是由于原子的快速和混乱的移动相关联。他写道，上下文无关文法有“两个自然‘温度’为尺度的控制语法的复杂性，一个在表面接口，另外在树内部。”由于球解释说：

DeGiuli使用统计力学技术进行的理论分析表明，有两个关键因素参与其中：权重在多大程度上“修剪”了层次树深处的分支，以及它们在表面（特定句子出现的地方）的修剪程度在这两种情况下，树枝的稀疏性起着类似于统计力学中温度的作用。降低表面和内部的温度意味着减少更多的重量。随着深层温度的降低，意味着树木内部变得稀疏。德吉乌利看到了从[上下文无关语法]对于信息含量高的语法来说是随机和无序的。这种转换是一种类似于水结冰的相变。他认为，类似于这种转换的东西可以解释为什么在某个发展阶段，儿童能够非常快地学会如何构造语法句子。

有观点认为，在地方语言锁水做时，它的冷冻，是一个奇怪的，有吸引力的想法。这是公平地说，在孩子能够说话心灵的东西有“结晶”。那如何到底发生了，不过，因为在这么多的自然世界，作为理论物理学转向其视线，很难说。当我和我的女儿玩，听她的形式原型词，我同情杨和他的同事：“语言的发展简直是一个奇迹。”

布莱恩·加拉赫是《事实》的编辑，非常浪漫，这个鹦鹉螺博客.在推特上关注他@加拉格尔酒店.