Песни амадин следуют закону Ципфа
Исследователи из Великобритании и Японии изучили песни самцов японских амадин и выявили, что в них присутствуют статистически связанные слоги, распределение которых соответствует закону Ципфа. Аналогичные характеристики наблюдаются как в человеческом языке, так и в песнях китов. Это открытие поддерживает гипотезу о том, что статистические особенности не являются исключительными для человеческого языка и могут возникать в результате культурной передачи, присутствуя в системах коммуникации у видов, которые обучаются сложным сигналам через социальное взаимодействие. Результаты работы опубликованы в журнале Science Advances. Об этом рассказывает N + 1.
Человеческий язык демонстрирует два ключевых статистических свойства. Первое заключается в том, что он состоит из связанных единиц (обычно слов), где последовательности звуков предсказуемее внутри этих единиц, чем между ними. Второе свойство — это распределение слов в длинных текстах, которое подчиняется закону Ципфа: наиболее частое слово появляется примерно в два раза чаще второго по частоте, в три раза чаще третьего и так далее.
Эксперименты команды, возглавляемой Саймоном Кирби из Эдинбургского университета и Инбал Арнон из Еврейского университета в Иерусалиме, показали, что эти свойства связаны с культурной передачей языка. В одном из экспериментов участникам предлагали запомнить и передать набор случайных символов, которые не соответствовали закону Ципфа. После нескольких передач в этих наборах стали появляться связанные блоки символов, распределенные согласно этому закону. Аналогичные результаты были получены и в компьютерной модели, что указывает на то, что сам процесс передачи сложных сигналов может порождать такие свойства.
Кирби и Арнон с коллегами также обнаружили аналогичные свойства в песнях горбатых китов, которые, как и человеческий язык, передаются через социальное обучение. Исследователи предположили, что подобная структура может быть характерна для любых сложных сигналов, которым животные обучаются друг у друга. Для проверки этой гипотезы ученые обратились к японским амадинам, самцы которых учатся петь у более опытных сородичей. Применяя метод сегментации, основанный на анализе вероятностей между соседними элементами, они проанализировали записи песен шести самцов на различных этапах их развития — от первых попыток до окончательной взрослой песни.
Анализ подтвердил наличие статистически связанных подпоследовательностей слогов в песнях амадин, которые распределяются в соответствии с законом Ципфа с наклоном распределения около 1,05 (в человеческом языке наклон равен единице). Связность блоков из нескольких слогов возрастала с возрастом птиц. Действие закона наблюдалось и на ранних стадиях обучения, однако его наклон становился более крутым по мере взросления. При перестановке слогов внутри песен наблюдаемые свойства исчезали, так же как и при сохранении только частот пар слогов без учета более длинных подпоследовательностей.
Эти результаты подтверждают гипотезу о том, что статистические свойства языка не являются уникальными для человека, а возникают в результате культурной передачи сложных последовательных сигналов. Авторы исследования предполагают, что здесь имеет место конвергентная эволюция: необходимость запоминать и воспроизводить сложные последовательности звуков привела к образованию связанных блоков, распределенных согласно закону Ципфа в коммуникационных системах различных видов. Ранее было установлено, что жестовая коммуникация шимпанзе также состоит из отдельных блоков, распределение которых подчиняется аналогичным правилам.
