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Das dynamische Paradigma in der Linguistik - Universität Bremen

Das dynamische Paradigma in der Linguistik - Universität Bremen

ynam.Paradigma ____ Dynamische Modellkonzepte____________________18 „Considering the five principal problem areas comprising the subject matter of mathematical system theory reachability-controllability, observabilityreconstructibility, realization theory-identification, stability, and optimalityif a report card were to be issued on how things currently stand in regard to the completeness of analytic and computational results for the major questions of nonlinear systems in each area, it would look something like this: Reachability-Controllability B+ Observability-Reconstructibility B Realization-Identification C+ Stability Theory A Optimality A- In einer früheren Arbeit zur linearen Systemtheorie (CASTI, 1977) hatte er die Situation wesentlich negativer beurteilt. Er schreibt (ibidem: X): "This is a pretty decent record, especially in view of the fact that when my earlier book was published, the first three subjects on the card would have merited more than a gentlemanly C. There is good reason to suspect that a similar report issued say, five years from now, will show all areas to be in the B+ category or higher." Diese Evaluation ist von unserem spezifischen Anwendungsfeld noch unabhängig; es wird lediglich deutlich, dass die Einschätzung des Gesamtpotentials der dynamischen Systemtheorie, insbesondere der nichtlinearen Systemtheorie, sich im letzten Jahrzehnt grundlegend verändert hat und schon deshalb grundlegende Modellentscheidungen, deren Wurzeln weiter zurückreichen, neu zu evaluieren sind. Die heutigen formalen Modelle in der Linguistik gehen entweder auf Anwendungen von Teilbereichen der mathematischen Systemtheorien in den fünfziger Jahren (so die Transformationsgrammatik von HARRIS 1955 und CHOMSKY 1957) zurück oder sie basieren auf Entwicklungen in der mathematischen Logik, die von der angewandten Mathematik weiter entfernt sind, da sie eher auf eine metamathematische Tradition zurückgreifen (vgl. MONTAGUE 1970 und die Nachfolgediskussion). ad (2): Eine der frühesten Anwendungen der Theorie dynamischer Systeme auf die Sprache stellt MARKOV (1913) dar, dessen Untersuchung von der Statistik der Buchstabenverkettungen in Drucktexten ausging. Die MARKOV-Ketten sind lineare dynamische Systeme, deren stationäre Struktur durch ein Übergangsnetzwerk, d.h. durch einen Graphen mit den Buchstaben als Knoten und der syntagmatischen Nachfolgerelation als Kanten beschrieben werden kann. Den Kanten sind Wahrscheinlichkeiten zugeordnet, welche durch bedingte Häufigkeiten verschiedener Nachfolger eines Buchstabens empirisch ermittelt werden können. Die statistisch linearen MARKOV-Prozesse sind fundamental für die von FISHER, SHANNON und WIENER Mitte der vierziger Jahre entwickelte Informationstheorie 6 . Diese Entwicklung wurde von WIENER in enger Beziehung zur statistischen Mechanik und zur Thermodynamik (etwa zum Problem der Möglichkeit der MAXWELLschen Dämonen und von Prozessen, die dem zweiten Thermodynamischen Grundgesetz des Strukturverlustes entgegenwirken) gesehen. Die Beschäftigung mit Rückkoppelungserscheinungen, Katalysatoren u.ä. führte konsequent in den Bereich der Dynamik nichtlinearer Systeme. WIENER (1948/1961) beschreibt, wie diese Entwicklung in Amerika bereits seit 1920 spürbar wird (ibidem: 10): 6 Vgl. WIENER (1968: 31): "Fischers Motiv für das Untersuchen dieses Gegenstandes ist in der klassischen Statistik zu finden, das von SHANNON im Problem der Verschlüsselung von Information und das des Autors im Problem von Rauschen und Nachricht in elektrischen Filtern." WIENER verweist außerdem auf Arbeiten von KOLMOGOROFF (um 1941).

ynam.Paradigma ____ Dynamische Modellkonzepte____________________19 "Als ich etwa 1920 zum M.I.T. kam, war es üblich, die Fragen nach dem Verhalten nichtlinearer Schaltungen so zu stellen, dass man versuchte, den Begriff der Impedanz so weit zu fassen, dass er lineare und auch nichtlineare Systeme umfasste. Das Ergebnis war, dass die Theorie der nichtlinearen elektrischen Schaltungen allmählich in einen Zustand geriet, vergleichbar dem der letzten Stadien des Ptolemäischen Systems der Astronomie, in dem Planetenkreis auf Planetenkreis getürmt wurde, Korrektur auf Korrektur, bis dieses ungeheure Flickwerk unter seinem eigenen Gewicht zusammenbrach. Geradeso, wie das Kopernikanische System aus den Trümmern des überspitzten Ptolemäischen Systems hervorwuchs, als eine einfache und natürliche heliozentrische Beschreibung der Bewegungen der Himmelskörper an Stelle des komplizierten und ungenauen Ptolemäischen geozentrischen Systems, bedurfte die Untersuchung nichtlinearer Strukturen und Systeme, ob elektrischer oder mechanischer, ob natürlicher oder künstlicher, eines neuen und unabhängigen Ausgangspunkts." Etwa in derselben Zeit (also Mitte der vierziger Jahre) entwickelte PRIGOGINE seine Thermodynamik fern des Gleichgewichtes, d.h. er befasste sich mit der Entwicklung einer Theorie der Strukturentstehung durch Fluktuationen, die informationsreiche Zustände erzeugen können (vgl. Abschnitt 2.6). Die Aktivitäten der um Norbert WIENER organisierten Gruppe breiteten die allgemeinwissenschaftlichen Fortschritte insbesondere im Bereich der Kybernetik und Computersimulation auf viele Forschungsfelder bis zur Biologie und zu den Humanwissenschaften hinaus 7 . Eine Anwendungsprovinz der MARKOV-Prozesse entstand in der Syntaxforschung, allerdings mit zwei wichtigen Modifikationen: (a) Der statistische Charakter der Gesetzmäßigkeiten wurde geleugnet. Dies hatte weitreichende wissenschaftstheoretische und auch praktische Folgen für die Entwicklung insbesondere der "generativen" Linguistik. (b) Es wurden mathematisch reichere Übergangsnetzwerke und Regelwerke gefordert. Während den einfachen MARKOV-Ketten am ehesten Automaten mit endlichen Zuständen entsprechen, wurden komplexe Ersetzungsregeln (kontextfreie, kontextsensitive, transformationelle Regeln) gefordert. Diese spezielle Entwicklung beschränkte sich allerdings auf die CHOMSKYsche Schule und wurde von der technisch und interdisziplinär orientierten Künstlichen Intelligenz nur sehr begrenzt mit vollzogen, so dass heute wieder erweiterte Übergangsnetzwerke und konnexionistische Modelle in der Diskussion sind. Die Transformationsgrammatik CHOMSKYs erscheint im Rückblick eher als ein idiosynkratischer Nebenast der Hauptentwicklung. Der von Norbert WIENER bereits 1948 begonnene Übergang zu nichtlinearen dynamischen Systemen blieb für die Linguistik folgenlos. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass WIENER 1940 (in funktionalem Bezug zu seinen Tätigkeiten für die Abwehr) Kriterien für die Entwicklung leistungsfähiger Rechner vorschlug, die eine ganze Ära späterer Modellbildungen charakterisieren sollten. Als erstes Desiderat fordert er: 7 Der ursprünglichen Arbeitsgruppe gehörten die Physiologen ROSENBLUETH und MCCULLOCH und der Gestaltpsychologe LEWIN an; Kontakte bestanden auch zu BATESON und MEAD. In der Folge des Krieges spaltete sich die Kybernetik in eine (militärisch wichtigere) technische Linie und eine humanwissenschaftliche. Im Gegensatz zur Nachkriegskybernetik ist die heutige Szene der Selbstorganisationstheorien stärker an Grundlagenfragen interessiert.

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