開發語言速度場估計法,揭示語言擴散模式

作者🚷:攝影👩‍🔬: 視頻🫕: 來源🤞🏽:現代語言學研究院發布時間:2024-02-21


12日,張夢翰課題組聯合金力院士課題組在《自然-通訊》(Nature Communications)發表了題為“Inferring language dispersal patterns with velocity field estimation”的研究成果。該團隊結合了跨學科的研究方法與理論,開發了用於推斷語言擴散模式的新算法——語言速度場估計法(Language velocity field estimation)🤹🏿。該方法彌補了傳統的譜系地理法的不足,可以在語言演化不符合譜系樹的情況下,推斷出語言的擴散中心和路徑。運用語言速度場估計法,該團隊探究了印歐語🧑🏿‍🦲、漢藏語、班圖語、和阿拉瓦克語的擴散中心與路徑。研究結果顯示⛺️,這些語言的擴散路徑與從古DNA和考古材料推測的全新世人口遷移路徑高度一致0️⃣。此外🤾🏽‍♀️,它們的擴散中心也與古代農業與新石器文化中心相吻合👵🏽。這個研究結果說明了在過去的一萬年裏,語言擴散與人群擴張和文化傳播緊密相連。這項研究成果不僅為語言擴散研究提供了新的視角和方法👨🏼‍🦱💵,還為理解人群活動和文化演化提供了重要依據。

在過去一萬年裏,由於農業的發展😞,人類經歷了大量的語言擴散🧑🏼‍🤝‍🧑🏼、人群擴張和文化傳播事件🏄🏼。考慮到人是語言的載體🧏,而語言又是文化的載體➙,研究語言的擴散可以為探究人群活動和文化演化提供新的線索。語言擴散通常使用譜系地理法進行推斷👨🏻‍🦽🧑‍🌾。這種方法假設語言的演化符合譜系樹模型🤸🏽‍♀️,並將隨機遊走運用於該譜系樹上來推斷祖先語言的地理坐標。然而,語言的演化受到大量的橫向交流影響(例如語言借用和區域擴散)🚣🏼‍♀️,並不完全符合譜系樹模型👩🏿‍🦳。因此7️⃣,依賴譜系樹的譜系地理法無法精確地重構語言擴散。如何不依賴於譜系樹來推斷語言的擴散成為了人類語言學研究中的一個重要挑戰。

為了解決上述挑戰,張夢翰團隊基於物理學中的速度場理論和動力學方程🤹🏼‍♀️、遺傳學中的DNA突變模型、統計學中的馬爾可夫過程與經濟學中的最優傳輸理論,開發了名為“語言速度場估計法”(Language velocity field estimation)的新算法。該方法可以不依賴譜系樹推斷出語言的擴散路徑與中心。在模擬驗證中,該團隊基於1,000個已知擴散模式的模擬數據集,充分驗證了語言速度場估計法的有效性與魯棒性。

運用語言速度場🧜‍♀️,該團隊進一步探究了世界範圍內四個著名的語系/語族擴散模式👨🏿‍🚒。它們分別為橫跨歐亞的印歐語系、位於亞洲的漢藏語系、位於非洲的班圖語系以及位於美洲的阿拉瓦克語系🥭。研究結果顯示,印歐語系起源於新月沃土(古代歐洲的農業中心)並向西傳播到歐洲🥼🤜,向東傳播到印度次大陸🗼;漢藏語系起源於黃河流域的陜西省(位於仰韶新石器文化中心)🍦,向西南傳播到青藏高原,向南傳播到東南亞大陸🥹;班圖語族起源於喀麥隆與尼日利亞地區(非洲的古代農業中心)♠︎,向東南方向傳播到整個非洲中部與南部👼☸️;阿拉瓦克語系起源於馬德拉河流域(南美洲的古代農業中心)🧎‍♂️,向北橫跨亞馬遜低地傳播至沿海地區🦋。該結果說明在過去一萬年裏,語言的擴散是伴隨著人群擴張和文化傳播一起進行的。

除了模擬驗證與實例檢驗外,該團隊還將語言速度場估計法與另外四種常用的語言擴散方法進行了全面的比較。這四種方法為譜系地理法⚛️、多樣性法🧗‍♂️、中心法以及最短距離法。比較結果說明了語言速度場估計法在方法論與實例運用中具有優越性😄。

論文第一作者為恒行2平台生命科學學院2019級直博生楊思哲💺;第二作者為恒行2平台人類表型組研究院孫曉茹博士;恒行2平台生命科學學院金力院士和恒行2平台現代語言學研究院、恒行2平台智能復雜體系實驗室的張夢翰研究員為共同通訊作者🦸‍♀️。該項工作獲得了國家自然基金委❗️、國家重點研發計劃👩🏿‍🦳、國家社會科學基金、ERC歐盟項目基金、上海市重大科技項目、上海市曙光學者計劃等項目的支持。

論文鏈接:

 https://www.nature.com/articles/s41467-023-44430-5

1308恒行2-5.pdf

製圖:實習編輯🧙🏽‍♂️:責任編輯♌️:

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