言語学

小柴昌俊博士の楽しむ最先端科学 「言語学・なぜ人は言葉を話すのか？」

宇宙論、脳科学、量子論、言語学の4回シリーズ。

科学は自分で五感を総動員して楽しむものだ。by小柴昌俊

言語学　11月5日23:30〜
なぜ人は言葉を話すか
東京大学　酒井邦嘉　助教授

科学的に言語学をどう扱うか？

脳がどのように言葉を生み出すか？

歴史はとても古いが、究極の難問。

言語はなぜ難問か？
・人間しか言語を持っていないため動物実験できない。
・言語は脳の機能の頂点。動物にも意思があり行動している。チンパンジーも考えている。人間は言語を使って思考や意思を生み出している
・言語だけ切り離して研究するのは難しい。知覚、記憶、意識と絡まっている。どこで線を引くか。言語とはいったい何か？

・言語は人間だけの能力か？
ボノボは記号を使って意思を伝える。チンパンジーに手話を教えることも出来るとされている。これらと言語は何が違うか？手話(手の動作を言葉に変換)「ちょうだい、オレンジ。」「わたし、ちょうだい」「たべる、オレンジ」これら類人猿の言葉は順番がない。人間なら「私はオレンジを食べる」で意思が伝わる。「私は、主語」「オレンジを、目的語」「食べる、述語」に分解できる。この順番が決まっている。人間の言語には文法がある。

例：マザーグース、いくらでも長い文が作れる。人間の分は自然なもので、創造的で、新しいものを作れる。自由に作れる背景には法則性があるから。

Q人間にももともとサルなのに、なぜ人間だけ言語を持ったか？
Aコミュニケーションは進化の過程と全く別だという仮説がある。ミツバチのみのコミュニケーション手段がある。他の種のハチは使わない手段がある。

6,500もの言語がある。中国語、英語、スペイン語の純で使われる。メキシコでは240以上の言語が使われている。

古典的な言語学。
歴史性　言語の分類　例：ゲルマン言語、イタリック言語などからの派生

BUT言葉の派生、多様性は歴史性では説明できない。なぜそうなるか、次にどうなるかは歴史性だけではうまくいかない。

ノーム・チョムスキー1928-
言語に対する見方を変えた。説明する仕組みがある。チョムスキーが言う言語は法則。
抽象化：桜の種類が違い花びらが微妙に違う。花びらの枚数は5枚。5枚とも同じような花びら、だいたい正五角形。ここには法則がある。花びらは正五角形であるという抽象化。抽象化は科学の基礎。

理想化

言語の骨(法則性)
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
↑　　　　　　　＿＿↑＿＿＿　　　
↑ ↑　　　　　　↑
私は　　オレンジを　　食べる
S O V

結びつきはOとVが強い。それとSがつながる。

普遍文法　人間後には普遍的な文法の共通性がある。
人間がもとから持っている、主が固有に持っているもの。

プラトンの謎
赤ちゃんのときに家族が話しかけてくる。赤ちゃんのコロは何を言っているか分からない。けれども、1歳ぐらいで分かり始め、２，３歳で話し始める。文法として習わなくても、話し始める。なぜ、誰も教えていないのに、分かるのか？→もともともとあるのではないか。人間に備わっている。

言語獲得装置。
日本語の多くのデーター　→　脳　→　日本語の文法
日本語を処理して、文法に当てはめる、言語を獲得するような装置。

言語を科学する4つの方法
・言語学的アプローチ
　抽象化、理想化、骨を明らかにして、普遍的に説明、子どものときからどう知ったか
・脳科学的アプローチ　
　脳の働きから解明
・工学的アプローチ　
　コンピューターで　人工知能　話せるロボット　人間の脳のを抽象化して簡略化してシュミレーション
・遺伝的アプローチ
　ブローカ野をつかさどる遺伝子は？　言葉を話すための遺伝子はあるのか？

ポール・ブローカ　
人間の脳の一部に言語に関する部分が局在　失語症から発見。前頭野のブローカ野がきづ付くと離せなくなる

脳の機能のイメージング
→→→→→→→→→→→→→→→→より細かく見ることが出来る
脳波、脳磁計測、PET、放射能の量から測る、fMRI脳の機能を見る

fMRI　fはファンクショナル。機能を見る。電磁波を読み取る。x線より体への影響が少なく、自由な角度から見れる、血液の集まる場所を見ることが出来る。

脳のどこが働いているかを測る。脳の構造を見る。

テレビのモニターをゴーグルの中で見て、英語と日本語を聞かせて脳の働きを見る実験
英語のマッチング課題　(EM)
初めの画面catch
2回目の画面catch cotch
左が同じ
英語が分からなくても解ける問題

英語過去形課題(EPi)
初めの画面close
2回目の画面closed clost
左が正しい
英語が分からないと解けない問題

初めの画面catch
2回目の画面catched caught
右が正しい
英語が分からないと解けない問題

過去形は規則動詞と不規則動詞があると学んだ後の脳
ブローカ野が活動している。英語を学ぶと

日本語に関しても過去形のテストを行ったらブローカ野が活動。英語も日本語も過去形を学ぶと同じ場所が活動した。よって、普遍文法。

実験から分かったこと
・言語の学習によって、脳が変化している。
・英語でも、日本語でも過去形の場合、同じ場所が使われる→普遍文法がある。

ブローカ野
記憶？単語の運用？文法の中枢？実はまだはっきりと分かっていない。
おそらく、文法の中枢

言葉が出てこない
単語が出てこない、文法が使えないと言葉が出ない。あごや舌の問題かも、

言語学は人間の科学。
どういう意味で人間はユニークなのかを言語を通して研究している。

ありがとうございました

昨日エントリーした。「頼む教えてくれ」で、量子論のテレビを見て分からなかったことを書いたんですけど、さっそく教えていただきました。真にありがたいです。

完璧になぞが解けたかといえばそうではないんですけど、より知るためには物理学や量子論を基礎から学ばなければならないので、そういう意味で完璧になぞが解けてないということです。これは僕の問題なので。

それに、「量子力学概論」という本の該当箇所をコピーしてさらに重要なところを蛍光ペンでチェックしてもらって、解説まで書き加えてもらって。もう、どうやってお礼を言っていいやら。

コメントを下さった皆さんもありがとうございました。

とりあえず、量子論の本を読んでみます。

理論のベース自体はほぼ正しいと証明されているようなので、量子論がどう応用されるかが注目です。量子テレポーテーションも量子コンピューターもまだ時間がかかりそうですが。。。まあ、情報処理とコミュニケーションには大きな変化がありそうですな。
それと、純粋な量子論をやっている方からすれば邪道かもしれないんですけど、量子論の経済への応用と、脳や意識への応用も気になるところです。

以下参考図書　いつも通り自分用
・「「量子論」を楽しむ本―ミクロの世界から宇宙まで最先端物理学が図解でわかる!
佐藤 勝彦 文庫 」
・「ペンローズの量子脳理論―21世紀を動かす心とコンピュータのサイエンス
ロジャー・ペンローズ (著), その他 単行本」
・「経済・情報・生命の臨界ゆらぎ―複雑系科学で近未来を読む
高安 秀樹 (著), 高安 美佐子 (著) 単行本（ソフトカバー）」
・「経済物理学の発見
高安 秀樹 (著) 新書 」
・「世界が変わる現代物理学 ちくま新書
竹内 薫 (著)」

田臥勇太

イチローをちょっと前「漢」だといったが、田臥勇太って人間も「漢」だ。

身長は170cmちょっと。バスケの選手なんて2m近くあるじゃん。多くの人間は、その絶対的な差だけでNBAをあきらめるだろう。

それを、彼はあきらめない。ナイキの彼が出ているCMがあった。そこでは一万回パスの練習をして、一万回シュートの練習をして、バスケットシューズを何十足も履きつぶし、、、とっいった感じでいっていた。本当にそうだろう。練習して。練習して。ひたすら練習する。

ハンディがあっても、それを出来ない理由にして逃げない。そんなハンディがあることすら忘れさせるってのがかっこいい。見てる側からすると、ハンディを越えてでっかい奴に勝つのがワクワクするね。

こりゃすごいよ。日本人に勇気を与えるよ。
世界を舞台に体のギャップを乗り越えて活躍する日本人。
ほれるね。

スポーツ界ではこういう男が増えてきた、政治の世界、ビジネスの世界、文学、音楽、絵画などなどいろいろな分野で更なる活躍をし、そういう信念があり、努力し、達成した人間が評価され、報道される日本になることを願うし、そうしていきたい。

彼の言葉にも重みがあるよ。このCMもズシーンときた。
CMのリンク
以下、CMで田臥勇太が語っている言葉。全文。

何回も能代弁で叱られ、
何回も英語でも怒鳴られ、
そのうちの何回かは理解できなかったけれど、
何回も小さいから無理だといわれ、
何回も大男が落ちてきて怪我をし、
何日も眠れない夜をすごし、
何回も人のいうことに耳をふさぎ、
何回も逃げ出そうと思った。

けれど、

何万回もパスをし、
何万キロもドリブルをして、
何万回も相手をフェイクし、
何万回も速攻を出し、
何万本もシュートを打って、
何十足もバッシュを履き潰し、
僕は　アメリカのコートに立った

日本人初ということはすごくうれしいですし、

でも、僕のたびは終わりじゃない

これは始まり

何万回もパスをし、
何万キロもドリブルをして、
何万回も相手をフェイクし、
何回も、何万本も・・・・

頼む教えてくれ

さっきのエントリーで書いたんだけど、量子力学の番組を見ました。そうしたら、すごいことを言っているのです。

観測しない限り、状態が決まらない。それは知らないだけじゃない。らしい。量子の世界では、観測するまで決まっていない。知らないだけではなく決まっていない。
どういうことだ？コレに付いて教えてください。お願いします。

その例として出ていたのは以下の2つです。

・干渉の話で、スリットのどちらを通ったかは観測するまで決まっていない。

・原子が2つの光子をだす。例：左に飛ぶ光子は上向き、右に飛ぶ光子は下向き。原子から光子がひとたび出ると決まっているはず。しかし、人が観測していなければ決まっていない。我々が知らないだけではない。観測していれば決まっている。左だけ観測したら、決まる。すると、右を観測しなくても決まる。片方を観測すれば、観測していない方の状態も決まる。

これって、哲学的な意味で話していた、俺がいなくなったらこの世はなくなるって話と似てますね。

それと、量子テレポーテーションはこの理論を応用しているんだよね？たぶん。推測なんで分かりませんけど。

そういえば、かなり身近にUTで量子力学について知っている人がいるじゃないか！
教えて頂戴。

今度会うときは、量子力学の講義してください。
みすどさんよろずさんお願いします。出来るだけ早いうちに教えてください。

量子物理学

小柴昌俊博士の楽しむ最先端科学 「量子物理学・目で見えた！量子の世界」

上田正仁　東工大教授

ボース・アインシュタイン凝縮

量子の不思議な世界

量子とは何か？
「量」は量を
「子」は小さいものをあらわす
量子は最小の単位

古典論
電子は粒子、光は波
量子論　
電子も光も粒子であり波である

粒子としての光
薄暗く光る程度に電球をする。同じくらいの高さの振動が間隔をあけて出てくる。
さらに暗くすると、間隔が広くなるだけ。光の最小の単位が存在する。

光子＝光の最小単位

波紋や音など波には共通の性質がある。スリットが2つあると別れ、重なる。高いところはより高く。低いところは重なりより低く。干渉。縞模様になる。

干渉と波

光はミクロに見ると光子、光子を集団としてみると波

スリットを一つにすると縞模様は出来ない。

どちらのスリットを通過したかを観測した時点で、波の性質は消える
スリットのどちらを通ったかは観測するまで決まっていない。

量子の不思議

粒子と波の統一

古典論
粒子
運動量P/エネルギーE

波
波長/振動数

量子論
P=h/λ
E=H×f
アインシュタイン・ドブロイの関係式

原子の場合は？
ネオン原子の干渉実験　スリットを同時に通過して干渉

すべて、量子力学においてミクロに統一している。

ボース・アインシュタイン凝縮
超伝導と深く関わりあう。

たくさんの粒子が集まると
2つの種類に分類
集まらない粒子　電子、陽子など
集まる粒子　光子など

原子は温度が高いと原子は粒子でばらばらに振舞う。温度が低くなって量子の振る舞いをすると波。すべての原子が集まって巨大な波になる。巨大な物質の波＝ボース・アインシュタイン凝縮

長さは一ミリの楕円っぽいもの。ドラ焼きの形

2001年ノーベル物理学賞
MITケタレ教授

絶対温度1千万分の一度。原子を冷やす＝原子の速度を落とす。

原子にレーザーの光子を当てて速度を遅くする。6つの方向からレーザーをあてる。真ん中に原子が集まる。磁器を作った器を作り、下に落ちないようにする。きわめて温度の低い動きのほとんどないものだけ残る。それがボース・アインシュタイン凝縮。
1000万分の4ケルビンではまだ温度が高いものが動くので散らばっている、1000万分の2ケルビンになるとほとんど飛び散らなくなる。1000万分の1ケルビンになるとほぼ完全にボース・アインシュタイン凝縮。

巨大な原子の波は本当に波か？
実証。重ね合わせて波になれば波。

2つのボース・アインシュタイン凝縮体を重ねると干渉する＝波。

ミクロな現象がボース・アインシュタイン凝縮でマクロに見える。

ボース・アインシュタイン凝縮の崩壊
磁場を少し変えて引力にする。
崩壊して収縮する。そしてとても小さくなる。小さくなりすぎて見えなくなる。そして崩壊。見えなくなった直後のボース・アインシュタイン凝縮は光る。そして爆発し始める。
崩壊して、自分の力で爆発する。ボース・ノヴァ。

宇宙の星は重力崩壊で、爆発する。超新星爆発。中性子星が残る。上記と類似。さらにでかくすればブラックホールになる。

原子が2つの光子をだす。例：左に飛ぶ光子は上向き、右に飛ぶ光子は下向き。原子から光子がひとたび出ると決まっているはず。しかし、人が観測していなければ決まっていない。我々が知らないだけではない。観測していれば決まっている。左だけ観測したら、決まる。すると、右を観測しなくても決まる。片方を観測すれば、観測していない方の状態も決まる。

量子の世界では、観測するまで決まっていない。知らないだけではなく決まっていない。
量子の分野では観測はとても重要なこと。

月は私が見なければ存在しない。byアインシュタイン

粒子であり波である。

量子の特徴を利用
光通信→量子暗号
二人の間で通信。誰かが情報を盗んでいるかもしれない。紙だったら見ても何も変化しないが、量子力学の世界では見たら状態が変わる。この性質を利用して暗号化。

情報科学→量子コンピューター
量子並列制。100億年の計算が1週間で出来るかも。まだ、理論段階。