Aparte klanken

Talen neigen ertoe klinkers te gebruiken die zo ver mogelijk uit elkaar liggen, zodat het onderscheid optimaal is. Eenvoudige computersimulaties komen daar ook meestal op uit. Suboptimale uitzonderingen, zoals een systeem met i, uh, a, die soms ontstaan, blijken ook in werkelijkheid te bestaan.

HET NEDERLANDS HEEFT dertien klinkers oe, oo, o, a, aa, e, ee, i, ie, uu, u, eu en de uh van `de' en daarnaast ook nog eens drie tweeklanken au, ei en ui die min of meer als klinkers functioneren. Daarmee is onze taal een uitzondering: het heeft een ongewoon ingewikkelde klinkerstructuur. De meeste talen hebben maar drie of vijf klinkers nodig om te zeggen wat ze willen zeggen en meestal gaat het om vaste combinaties.

Talen met drie klinkers hebben bijna altijd: ie, a, oe (bijvoorbeeld: het Marokkaans-Arabisch). Talen met vijf klinkers hebben meestal: ie, è, a, o, oe (denk aan: Spaans, Italiaans). Binnen de akoestische mogelijkheden van de mondholte blijken dit de `optimale' combinaties te zijn: de klanken liggen zo ver mogelijk uit elkaar, zowel articulatorisch als akoestisch, en daardoor zijn ze optimaal van elkaar te onderscheiden.

Fonetici maken dit gewoonlijk zichtbaar door de klinkers in een tweedimensionale ruimte te plaatsen, waarvan de assen corresponderen met de frequenties die in de mondholte worden voortgebracht. Bij het optimale drie-klinker-systeem vormen de klinkers een grote driehoek. Bij vijf klinkers ontstaat er een vijfhoek.

Dat talen `streven' naar optimalisering van hun klinkersystemen, is al langer bekend. Het lastige is dat er daarnaast, zij het veel minder vaak, ook net-niet-optimale (suboptimale) systemen voorkomen. Dat is een probleem voor taalwetenschappers, want zij willen de eigenschappen van talen graag verklaren vanuit een aangeboren taalvermogen. Ze weten niet goed raad met deze afwijkende systemen.

``Blijkbaar worden kinderen niet geboren met een neiging tot optimaliseren en moet de oorzaak ergens anders worden gezocht'', zegt Bart de Boer, van huis uit computerwetenschapper en tegenwoordig werkzaam bij de afdeling Kunstmatige Intelligentie van de universiteit van Groningen. Hij heeft met computersimulaties aangetoond dat de manier waarop klinkersystemen ontstaan een vorm van `zelforganisatie' zou kunnen zijn. De Boer liet een populatie van `kleine computerprogrammaatjes', die hij agents noemt, met elkaar communiceren. Ze wisselen niet letterlijk klinkers uit, maar akoestische variabelen waaruit natuurlijke klinkers zijn opgebouwd want dat rekent wat gemakkelijker. ``De agents beginnen met willekeurige klanken'', vertelt De Boer. Maar dan? ``Er moet een of andere druk worden ingebouwd. In natuurlijke taal is dat: dat die klanken een bepaalde betekenis uitdrukken. Voor zo'n simulatie is dat veel te complex. Dus ik dacht: wat is nou een vergelijkbare situatie, waarin je ook wordt gedwongen om duidelijk onderscheid moet maken tussen klanken? Zo kwam ik op imitatie.''

ship en sheepDe agents spelen een imitatiespel met elkaar. Een agent produceert een klinker, een andere agent luistert naar die klank en probeert hem zo goed mogelijk te imiteren. Maar hij mag dat alleen doen met een klank die al in zijn repertoire zit. ``Zo werkt het in het echt namelijk ook'', zegt De Boer. ``Als je een klank hoort die min of meer lijkt op een klank die in jouw taal zit, dan heb je de neiging om hem te horen als die klank in jouw taal. Het cliché-voorbeeld is: een Engelsman die `ship' zegt tegen een Spanjaard en de Spanjaard die dat hoort als `sheep'. Dat gebeurt bij mijn agents dus ook.''

De agents krijgen feedback van elkaar. Als een agent een imiteerpoging heeft gedaan, krijgt hij van de ander te horen of die vindt dat de imitatie gelukt is. Vervolgens kan de imitator zijn repertoire aanpassen, door de klinker een beetje te verschuiven.

De Boer: ``Iedere agent begint het spel met één willekeurig gegenereerde klank. Bijvoorbeeld, ik ben een agent en ik heb alleen een o. Ik luister naar een andere agent. Maar die ander heeft bijvoorbeeld al twee klanken: oe en ie. En hij zegt: ie. Het enige wat ik heb is: o. Dus ik zeg: o. Die andere agent hoort dat als dichter bij zijn oe dan bij zijn ie. Dus hij zegt: nee, dat was geen goede imitatie. Dan weet ik: aha, die ander heeft meer klanken. En ik voeg een extra klank toe, die dichter bij de ie ligt.''

Dan wordt er ook nog van iedere klank bijgehouden hoe succesvol die is in het imitatie-spel. Klanken die het slecht doen, worden verwijderd; klanken die het goed doen, blijven behouden. Als dit spel bijvoorbeeld vierduizend keer wordt gespeeld met twintig agents, dan is de kans groot dat er iets uitrolt dat op een vijf-klinker-systeem lijkt.

De Boer: ``Er rollen meestal optimale systemen uit, net als in natuurlijke taal. Terwijl die agents daar niet bewust naar streven. Zij maken alleen gebruik van lokale informatie. De ene agent kan niet in het hoofd van de andere agent kijken, om te zien wat voor klanken die heeft. Ook binnen zijn eigen klinkerrepertoire kan hij niet zeggen: nou, laat ik al mijn klinkers nou eens lekker een stukje uit elkaar duwen. Hij kan maar één klinker tegelijk bewegen.''

De Boer bouwde ook ruis in. Hij zorgde ervoor dat er altijd een beetje speling zit in de klanken die geproduceerd worden, net als in echte taal: de akoestische waarden worden door de computer een klein beetje verschoven. De mate waarin, daarmee kan gespeeld worden. De Boer: ``Als je dat ruisniveau heel hoog zet, krijg je talen met weinig klinkers. Zet je het ruisniveau heel laag, dan rollen er talen uit met veel klinkers: zeven, acht, negen. De grap is en dat vond ik wel verrassend als je het ruisniveau op een bepaald niveau zet, komt er niet altijd hetzelfde systeem uit en niet eens altijd hetzelfde aantal klinkers. De populatie gaat in het begin in een bepaalde richting, bijvoorbeeld in de richting van een vier-klinker-systeem, en als een van hen dan een vijfde klinker bij zou maken, heeft hij daar niets aan. Maar als ze vanaf het begin in de richting van een vijf-klinker-systeem waren gegaan, had hij daar wel baat bij gehad. Iedere agent moet zich conformeren aan wat de anderen doen, en alleen daarbinnen kan hij verbeteringen aanbrengen.''

Zoals gezegd, leveren de computersimulaties niet alleen veel optimale systemen op maar ook af en toe suboptimale systemen. De percentages waarin de verschillende systemen opduiken, komen volgens De Boer vrij goed overeen met de percentages in natuurlijke talen. Het optimale drie-klinker-systeem (de klinkerdriehoek) komt heel vaak voor, maar af en toe rolt er ook een suboptimaal systeem van drie klinkers uit i, uh, a waar De Boer heel verbaasd over was. ``Als een simulatie in het begin in de richting van dat suboptimale systeem gaat, dan is het daarna heel moeilijk om door te onwikkelen naar die klinkerdriehoek. Want daarvoor zou het systeem eerst moeten verslechteren. Dus in dat geval blijven de agents steken bij i, uh, a. Ik presenteerde die resultaten op een conferentie en toen merkte ik dat iemand anders daar toevallig een praatje ging houden over talen in de Kaukasus en in Australië, die dat suboptimale systeem inderdaad hebben.''

De volgende stap in het simuleren was: verschillende generaties creëren. De Boer liet agents doodgaan en zorgde dat er nieuwe agents werden geboren. Dit gebeurde, net als in het echte leven, op stochastische wijze: door middel van het toeval. ``Daar kun je ook weer mee spelen. Bijvoorbeeld, ik laat ze eerst 25 duizend keer spelen, zonder population replacement, en zo ontstaat er een klinkersysteem. Vervolgens zet ik die replacement aan. Dan wordt het eerst beetje rommelig. Na verloop van tijd ontstaat er een nieuw stabiel systeem, maar wel met minder klinkers. Met de snelheid van die replacement kun je ook weer spelen. Als je die snelheid heel hoog zet, wordt het een puinhoop. En als je hem heel laag zet, verandert er niks.''

Ten slotte kwam De Boer op het idee om zijn agents te laten verouderen. ``De agents beginnen met snelle aanpassing en naarmate ze ouder worden passen ze zich langzamer aan. Ze zijn dan minder flexibel, spelen minder goed in op de feedback, leren minder goed. In de simulaties met veroudering blijft het systeem beter behouden. Dat vind ik wel een leuk resultaat. Omdat het laat zien dat het misschien wel misschien hè functioneel is dat wij als volwassenen niet meer zo goed kunnen leren. Je kunt je daar ook wel iets bij voorstellen. Als wij net zo gemakkelijk als kinderen onze taal zouden aanpassen, dan zou het een grote puinhoop worden. En wat zouden onze kinderen dan nog moeten leren?''

mothereseMet de invloed van het ruisniveau (hoe meer ruis, hoe minder klinkers) is De Boer minder tevreden. Want wat correspondeert daarmee in natuurlijke taal? ``Het kan een soort parameter zijn van wat je leert: hoe nauwkeurig moet ik mijn klanken uitspreken? Dat je zegt: als ik veel klinkers in mijn taal heb, moet ik ze nauwkeuriger realiseren. Als je naar de manier kijkt waarop ouders tegen hun kinderen praten, het motherese, dan zie je dat ze hun intonatie vaak heel erg overdrijven, maar ook dat ze nauwkeuriger articuleren. Er is de afgelopen jaren onderzoek gedaan naar dat motherese, in vier verschillende talen: Zweeds, Engels, Russisch en Chinees. Daaruit blijkt dat het motherese in het Zweeds, dat 12 klinkers heeft, het meest nauwkeurig is, en in het Chinees vier of vijf klinkers is de articulatie het minst nauwkeurig. Engels negen klinkers en Russisch zes zitten daar tussen in. Maar op vier datapunten is dat natuurlijk een heel heikele correlatie, hè.''

De Boer denkt in ieder geval aangetoond te hebben dat het klinkersysteem van natuurlijke talen zelforganiserend is. Hij gebruikt het woord `zelforganisatie' overigens met enige tegenzin. ``Het is een modewoord geworden'', zegt hij. ``Zeker nu de New Age beweging die term omarmd heeft en te pas en te onpas gebruikt. Vroeg of laat kun je overal wel zelforganisatie in zien hè.'' Hij gebaart naar zijn rommelige bureau: ``Mijn bureau is een zelforganiserend archief. Alles wat ik vaak gebruik, ligt bovenop. En alles wat ik niet vaak gebruik, komt vanzelf onderop te liggen.''

Het klassieke voorbeeld van zelforganisatie is de honingraatstructuur. Dat mooie, regelmatige patroon van zeshoekjes ontstaat doordat de bijen tegen elkaar aangedrukt werken. En niet omdat ze een aangeboren voorkeur hebben voor zeshoeken. De Boer: ``Mijn definitie van zelforganisatie is: dat er een globale structuur ontstaat door interacties die alleen op lokaal niveau plaatsvinden, zonder invloed van buitenaf en zonder hiërarchische structuur. De agents reageren alleen maar op elkaar en ze streven niet bewust naar een bepaalde structuur.''

De Boer denkt dat misschien ook een aantal belangrijke grammaticale kenmerken van taal verklaard kunnen worden als het resultaat van zelforganisatie. ``Bijvoorbeeld de woordvolgorde: de volgorde van subject, werkwoord en object. Sommige woordvolgorden komen veel meer voor dan andere. Dat is misschien ook een kwestie van zelforganisatie.''

Bart de Boer - The origins of vowel systems. Oxford University Press. 168 pag. Plm. €25