自然語言理解形式化句法理論

自然語言理解形式化句法理論第1頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二內(nèi)容提要概述（語法和語言）喬姆斯基（Chomsky）語法理論基于合一（Unification）的語法理論其它一些的語法理論（不基于上下文無關(guān)文法）第2頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二一、概述第3頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二什么是語法？AmathematicsystemDefinealanguageGivesyntax(structure)toasentence(string)第4頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二人工語言及其語法基于符號無歧義或簡單歧義高效第5頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二從可計算角度分類0,1,2,3UnrestrictedGrammarTuringMachine？ContextSensitiveGrammarTuringMachine？ContextFreeGrammarPushdownAutomatonO(n3)RegularExpressionFiniteStateAutomatonO(n)第6頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二自然語言及其語法復雜歧義多樣第7頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二形式化語法理論的目標判斷一句句子是否合法給出該句子唯一合法的結(jié)構(gòu)給出該句子中各成分（詞）之間的關(guān)系第8頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二形式化語法理論應(yīng)具備的特性linguisticallyadequate準確描述自然語言expressive對語言世界用數(shù)學方法描述computationaleffective可計算，并且高效第9頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二主要流派喬姆斯基語法理論基于合一的語法理論其它（不基于上下文無關(guān)文法）第10頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二二、喬姆斯基語法理論第11頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二NoamChomskyAmericanlinguist,writer,teacher,andpoliticalactivistPublicationsSyntacticStructuresAspectsoftheTheoryofSyntaxAmericanPowerandtheNewMandarins

PeaceintheMiddleEast

LecturesonGovernmentandBindingTheFatefulTriangle

DeterringDemocracyTheMinimalistProgram第12頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二發(fā)展過程轉(zhuǎn)換生成語法（1957）SyntacticStructure.TheHague:Moutong&Co.管轄與約束理論（1981）LecturesonGovernmentandBinding.Foris,Dordrecht最簡方案（1992）AMinimalistProgramforLinguisticsTheory,MITOccasionalPapersinLinguistics,#1第13頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二GB之前SurfaceStructureDeepStructureRules&LexiconTransfor-mationsSemanticInterpretationUtterance第14頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二GB之后SurfaceStructureDeepStructureRules&LexiconLogicalFormPhonologicalFormmoveaX-Bar-SyntaxSubcategorizationSelectionalRestrictionsCaseTheoryq-CriterionBindingPrinciple第15頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二短語結(jié)構(gòu)phrasalstructure句子的結(jié)構(gòu)是層次化的（hierarchical）Tree范疇（Category）Commoncategorialmembershipisevidencedbyintersubstitutivity中心詞（Headofaphrase）決定短語行為的詞Recursive某個類型可以包含在它自身中第16頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二IntersubsitutivityandheadLondon,thewoman,theoldman,theproudyoungchild ------isknowntometheproudyoungchildtheproudchildtheyoungchild------childisthehead第17頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二X-Bar理論VP?<leftarguments>V<rightarguments>VPVNP VPADVVPVPPX-BarX2

?<specifier>X1X1

?X0<complements>N的complements是形容詞，specifier是冠詞V的complements是賓語，specifier是主語這樣，V0表示單個動詞，V1表示動詞結(jié)構(gòu)，V2表示句子01,12第18頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二X-Bar理論（cont.）V1V1V0likeshisvisitthisweekinShanghaiN2N2P2V1第19頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二題元理論q-Criterion題元理論研究各詞項之間的題元關(guān)系，即傳統(tǒng)語，即傳統(tǒng)語法中用施事、受事、工具等術(shù)語表示的概念范疇題元理論以動詞為中心，認為每一個題元角色都是由動詞分配的。agent:johnreadsabookinstrument:thekeyopensthedoorlocation:thebookcontainsgoodideas句中的每一個成分都必須有一個題元角色（coherence），同時，中心動詞的所有題元角色都已被分配（completeness）。第20頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二格理論（CaseTheory）與語言相關(guān)。一般地，動詞，介詞賦格，名詞N2接受格X0

向N2賦格第21頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二管轄GovernmentC-Command:ac-commandsb(a

1

b)iffeverybranchingnodeg,whichdominatesa,alsodominatesbadoesnotdominatebExample:Yc-commandsZ,C,D,EZc-commandsA,BAc-commandsBBc-commandsACc-commandsD,EXEDCBAZY第22頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二管轄GovernmentM-Command:xm-commandyiffneitherofxandydominatestheother,andeverymaximalprojectionthatdominatesxalsodominatesy.N0dosenotc-commandsDetbutm-commandsDetXN0N1DetBAN2Y第23頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二管轄GovernmentGovernment:xgovernsyiffx=X0xm-commandsy,andifex.zm-commandsy,zm-commandxorym-commandz.Headalwaysgoverntheircomplementsandspecifiers.動詞管轄主語和賓語，但主語不管轄賓語第24頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二約束理論BindingPrinciple解決問題：指稱關(guān)系CompleteFunctionalComplex(CFC):AconstituentaisaCFC,ifitiscompleteandcoherent(q-criterion)原則照應(yīng)詞在CFC內(nèi)受約束，即它的先行詞必定在CFC內(nèi)。代名詞在CFC內(nèi)是自由的。指稱詞總是自由的。其中，照應(yīng)詞：包括反身代詞myself，yourself，相互代詞eachother等。代名詞：指傳統(tǒng)語法中的人稱代詞，如he,him等。指稱詞：就是通常所說的名詞短語，如theman，john等。第25頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二約束理論BindingPrincipleJohnwantsTomtocriticizehimself.himself只能是Tom，不可能是John原則一JohnwantsTomtocriticizehim.him不能是Tom，但可能是John原則二第26頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二TransformationSentenceWhatdidyougivetoJohn?D-Structure:[?[you[Tense[givewhattoJohn]]]]S-Structure[Whati[do+Tensej[you[tj[giveti

[toJohn]]]]]]第27頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二轉(zhuǎn)換類型Passivizationsurfacestructure: thebookisgiventolindabyjandeepstructure: jangivesthebooktolindaAgent-Deletionsurfacestructure: thebookisgiventolindadeepstructure: someonegivesthebooktolindaEqui-NP-Deletionsurfacestructure: janpromiseslindatocomedeepstructure: janpromiseslindathatjancomes第28頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二轉(zhuǎn)換類型Raisingsurfacestructure: janseemstocomedeepstructure: (it)seemsthatjancomesAnaphorssurfacestructure: janiwasheshimselfideepstructure: janwashesjanQuestion-Formationsurfacestructure: whatdoesjanread?deepstructure: ?janreadswhatImperatives(Agent-Deletion)surfacestructure: givethetoytoherdeepstructure: somonegivesthetoytoher第29頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二轉(zhuǎn)換動作SubstitutionDisplaceandelementAdjunction…[Y…X…]…[YXi[Y…ti…]Example:[S[NPtheboy][VP[vbroke][NPthewindow]]]Theboybrokethewindow.Thewindowwasbroken(t)bytheboy.Movements:ReplacingsubjectNPbyobject;Postposingthesubjuct,addbyIntroducenewtense第30頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二三、基于合一的語法第31頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二基于合一的語法功能合一語法FUG廣義短語結(jié)構(gòu)語法GPSG中心詞驅(qū)動短語結(jié)構(gòu)語法HPSG詞匯功能語法LFG共同特點：引入特征和特征的合一第32頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二特征結(jié)構(gòu)特征：[屬性：值]特征結(jié)構(gòu)：特征的集合，其中任何兩個屬性不能相同一個特征結(jié)構(gòu)的例子：Num:pl|sgPer:3第33頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二復雜特征集嵌套的特征結(jié)構(gòu)（nest），允許重入（reentrance）Cat:vSub:

Cat:rLex:heNum:sgCat:vPer:3(1)Sub:Cat:rPer:(1)Lex:he第34頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二復雜特征集的圖形表示DAG3hervperpercatcatlexsub第35頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一合一是定義在兩個特征結(jié)構(gòu)之間的一種操作合一成功：則原來的兩個獨立的特征結(jié)構(gòu)成為同一個特征結(jié)構(gòu)合一失?。翰划a(chǎn)生新的特征第36頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一（cont）合一運算可遞歸定義為:如果a、b都是原子值，若a和b相等，則a?b=a，否則a、b合一失敗如果a、b均為特征結(jié)構(gòu)，則對于a、b中的每一個特征f：若f(a)=v，但f(b)的值未經(jīng)定義，則<f,v>屬于a?b若f(b)=v，但f(a)的值未經(jīng)定義，則<f,v>屬于a?b若f(a)=v1，f(b)=v2，v1和v2相容，則<f,(v1∪v2)>屬于a?b，如果v1和v2不相容，則合一失敗*相容（consistent）針對兩個特征結(jié)構(gòu)而言，指存在另一個特征結(jié)構(gòu)，同時包含(subsume)這兩個結(jié)構(gòu):包含:D1

íD2

?

"f?dom(D1):f(D1)íf(D2) &("p,q?dom(D1)*:p(D1)=q(D1)?p(D2)=q(D2)第37頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一的算法描述D1,D2andDareconsideredassetsD:={};

while(D1!={}){

D1:=D1/(f=v);

if(f?dom(D2)){

D2:=D2/(f=v‘);

D:=Dè{f=vèv‘};

}

elseD:=Dè{f=v};

}

D:=DèD2;第38頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一的例子Cat:vNum:sgCat:vNum:sgPer:3Cat:vNum:sgPer:3第39頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一的例子（cont）Cat:vNum:sgCat:vNum:plPer:3第40頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二合一的特性交換率結(jié)合率第41頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二LFG詞匯功能語法（LexicalFunctionalGrammar）RonaldM.Kaplan,JoanBresnan

LexicalFunctionalGrammar-AFormalSystemforGrammaticalRepresentation

in:JoanBresnan(ed.),TheMentalRepresenta-tionofGrammaticalRelations,MITPress,Cambridge(MA)1982第42頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二表示層次LexicalStructureC-structure(ConstituentStructure)F-structure(FunctionalStructure)第43頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二LexicalStructurethe:Det, (-spec)=def

(-per)=3man:N, (-pred)=man

(-per)=3

(-num)=sgreads:V, (-pred)=read(subj,obj)

(-subjper)=3

(-subjnum)=sga:Det, (-spec)=indef

(-num)=sgbook:N, (-pred)=book

(-per)=3

(-num)=sg第44頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二C-structureandF-structureSNPmanNVPDettheVNPbookNDetareadssubj pred read(subj,obj)objspec defper 3num sgpred manspec defper 3num sgpred book第45頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二如何計算?詞典+上下文無關(guān)規(guī)則+f描述S? NP (-subj)=ˉ

VP -=ˉVP? V -=ˉ

NP (-obj)=ˉNP?Det -=ˉ N -=ˉ-指父節(jié)點，ˉ指當前節(jié)點第46頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二例子 演示themanreadsabook *themanreadabook第47頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二Coherence&CompletenessPA-StructureCoherence:任何有意義的語義結(jié)構(gòu)都必須在PA-Structure中出現(xiàn)Completeness:PA-Structure中出現(xiàn)的值都必須有與其對應(yīng)的語義結(jié)構(gòu)第48頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二PPAttachmentsubj pred give(subj,obj,toobj)objtospec defper 3num sgpred manspec defper 3num sgpred bookprep toobjspec defper 3num sgpred womansubj pred see(subj,obj)objwith

spec defper 3num sgpred womanspec defper 3num sgpred manprep withobjspec defper 3num sgpred teles.Themangivesthebooktothewoman.thewomanseesthemanwiththetelescope第49頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二FUGFunctionalUnificationGrammar功能合一語法MartinKay,1979,FunctionalGrammar,InProceedingsofthe4thAnnualMeetingoftheBerkeleyLinguisticsSociety.MartinKay,1985,ParsinginFunctionalGrammar,InD.Dowty,L.Karttunen,andA.Zwickyeds,NaturalLanguageParsing,CambridgeUniversityPress,Cambridge,1985.第50頁，共60頁，2023年，2月20日，星期二GPSGGeneralizedPhraseStructureGrammar廣義短語結(jié)構(gòu)語法GeraldGazdar,EwanKlein,GeoffreyPullum,IvanSagGeneralizedPhr