[논문 리뷰] Kauffman's adjacent possible in word order evolution

Ramon Ferrer‐i‐Cancho|arXiv (Cornell University)|2015. 12. 17.

Language and cultural evolution참고 문헌 10인용 수 11

한 줄 요약

이 논문은 단어 순서 진화가 쾌프만의 인접 가능성(kauffman’s adjacent possible)에 의해 제약을 받는지 조사한다. 주로 번갈아가며 나타나는 단어 순서(예: SOV/SVO)가 단어 순서 순열 고리에서 가까이 있는 경우에 더 자주 공존할 가능성이 높다는 가설을 제기한다. 여기서 '가까움'은 인접한 교환으로 정의되는 전이를 기반으로 한다. 67개의 언어에 대한 정보 이론적 모델 선택 기법을 적용한 결과, 순열 고리 모델(모델 1)이 유형론적 모델과 근본 모델을 모두 압도적으로 뛰어나며, 이는 인지적 제약, 예를 들어 종속 길이 최소화와 같은 요소들이 현재 상태에 따라 국소적으로 작용하며, 쾌프만의 인접 가능성 이론이 단어 순서 진화의 프레임워크로 타당하다는 것을 뒷받침한다.

ABSTRACT

Word order evolution has been hypothesized to be constrained by a word order permutation ring: transitions involving orders that are closer in the permutation ring are more likely. The hypothesis can be seen as a particular case of Kauffman's adjacent possible in word order evolution. Here we consider the problem of the association of the six possible orders of S, V and O to yield a couple of primary alternating orders as a window to word order evolution. We evaluate the suitability of various competing hypotheses to predict one member of the couple from the other with the help of information theoretic model selection. Our ensemble of models includes a six-way model that is based on the word order permutation ring (Kauffman's adjacent possible) and another model based on the dual two-way of standard typology, that reduces word order to basic orders preferences (e.g., a preference for SV over VS and another for SO over OS). Our analysis indicates that the permutation ring yields the best model when favoring parsimony strongly, providing support for Kauffman's general view and a six-way typology.

연구 동기 및 목표

• 주로 번갈아가며 나타나는 단어 순서(예: SOV/SVO)의 연관성에 대해, 쾌프만의 인접 가능성에 따라 예측된 바와 같이 순열 고리 내에서의 근접성이 제약을 받는지 평가하는 것.
• 경쟁적 가설을 테스트하는 것: 순열 고리 기반의 6가지 모델, 이원 두가지 유형론적 모델, 근본 모델.
• 의존 길이 최소화와 같은 인지적 편향이 절대적으로가 아니라 현재 상태에 따라 국소적으로 작용하는지, 모델 선택을 통해 단순성 원칙을 우선시하여 판단하는 것.
• 문화적 진화가 단어 순서 변화를 지배한다는 일반적인 견해에 도전하며, 국소적으로 적용될 때 인지적 제약이 관측된 패턴을 설명할 수 있음을 보여주는 것.

제안 방법

• 이 연구는 주로 번갈아가며 나타나는 단어 순서를 가진 67개의 언어 데이터셋을 사용하여 단어 순서 공존 모델을 평가한다.
• 정보 이론적 모델 선택 기법(AICc 및 BIC)을 적용하여 다섯 개의 모델을 비교한다: 근본 모델(모델 0), 6가지 순열 고리 모델(모델 1), 이원 두가지 유형론적 모델(모델 2), 동일 확률을 가진 6가지 모델(모델 3), 파rameter가 없는 모델(모델 4).
• 모델 1은 단어 순서 쌍의 확률이 순열 고리 내에서의 거리에 따라 달라지며, 가까운 쌍일수록 연관 확률이 높다는 가정을 한다.
• 최대우도 추정법을 사용하여 파라미터를 추정하며, 순열 고리 모델은 거리가 증가할수록 확률이 감소하는 방식(π(1) > π(2) > π(3))을 가정한다.
• 모델 선택은 단순성 원칙을 우선시하기 위해 BIC를 사용하며, 더 적은 파라미터와 더 나은 적합도 덕분에 모델 1이 최적의 모델로 선정되었다.
• 분석은 언어 간의 언어학적 독립성을 가정하지만, 이는 한계점으로 간주된다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 주로 번갈아가며 나타나는 단어 순서의 공존은 쾌프만의 인접 가능성에 따라 예측된 바와 같이 단어 순서 순열 고리 내에서의 근접성에 의해 제약을 받는가?
• RQ2 순열 고리 기반의 6가지 모델이 이원 두가지 유형론적 모델보다 단어 순서 연관성을 예측하는 데 더 뛰어나게 성능을 발휘하는가?
• RQ3 의존 길이 최소화와 같은 인지적 편향이 절대적으로가 아니라 현재 상태에 따라 국소적으로 적용될 때에만 단어 순서 진화를 설명할 수 있는가?
• RQ4 순열 고리 모델의 성공은 문화적 진화가 단어 순서 변화를 지배하며 인지적 요소는 보조적인 것으로 보는 일반적인 견해를 도전할 수 있는가?
• RQ5 단어 순서 변동성을 설명하는 데 있어 6가지 유형론과 이원 두가지 유형론 중 어느 쪽이 상대적으로 더 강력한 지지를 받는가?

주요 결과

• BIC 값이 315.2인 순열 고리 기반 모델(모델 1)이 단순성 원칙을 고려한 결과, 모든 다른 모델보다 최적의 모델로 선정되었다.
• 가장 가까운 거리에 대한 최대우도 추정치(π(1))는 0.84였고, 다음 거리(π(2))는 0.16이었으며, 이는 순열 고리 가설에 강력한 지지를 보여준다.
• 이원 두가지 유형론적 모델(모델 2)은 AICc와 BIC 모두에서 모델 1과 3보다 열등한 성능을 보였으며, 표준 유형론적 분류의 예측 능력을 의심스럽게 만든다.
• 동일 확률을 가진 6가지 모델(모델 3)은 AICc 기준으로 두 번째로 좋은 성능을 보였지만, BIC 기준으로는 모델 1에 밀려났으며, 더 단순한 모델이 더 적절하다는 것을 시사한다.
• 근본 모델(모델 0)과 파라미터가 없는 모델(모델 4)은 가장 열악한 성능을 보였으며, 데이터 기반 모델이 필요하다는 점을 확인한다.
• 결과는 단어 순서 진화가 국소적 상태 의존 인지적 편향에 의해 제약을 받으며, 쾌프만의 인접 가능성 이론과 일치함을 지지하며, 인지적 비용 최소화가 보조적인 것이 아니라 맥락적으로 작동한다는 점을 시사한다.