Forskere udvikler algoritmer til at kortlægge ord til farver på tværs af sprog

Intet sprog har ord for al det blå i et blæst hav eller det grønne og guld på en vildblomsteng i sensommeren. Globalt, Forskellige sprog har delt farveverdenen op ved hjælp af deres eget sæt etiketter, fra blot nogle få til dusinvis.

Spørgsmålet om, hvordan mennesker har gjort dette - tilskriver et begrænset ordforråd til de mange opfattelige farver - er længe blevet undersøgt, og konsistente mønstre er opstået, selv på tværs af vildt divergerende sprog og kulturer. Alligevel er der stadig små forskelle mellem sprog, og hvad der er mindre forstået er, hvordan de forskellige kommunikative behov i lokale kulturer driver disse forskelle. Har nogle kulturer brug for at tale om bestemte farver mere end andre, og hvordan former det deres sprog?

I en ny undersøgelse, forskere ledet af Colin Twomey, en postdoc i Penns MindCORE-program, og Joshua Plotkin, en professor i School of Arts &Sciences 'biologiske afdeling, besvare disse spørgsmål, udvikle en algoritme, der er i stand til at udlede en kulturs kommunikative behov – det er nødvendigt at tale om bestemte farver – ved at bruge tidligere indsamlede data fra 130 forskellige sprog.

Deres resultater understreger, at kulturer over hele kloden er forskellige i deres behov for at kommunikere om bestemte farver. Linker næsten alle sprog, imidlertid, er en vægt på at kommunikere om varme farver - røde og gule - der er kendt for at tiltrække det menneskelige øje, og som svarer til farverne på modne frugter i primatfoder.

Arbejdet, et samarbejde, der omfattede Penn-lingvisten Gareth Roberts og psykologen David Brainard, er udgivet i Proceedings of the National Academy of Sciences.

"Det faktum, at farveordforråd kunne være en effektiv repræsentation af farvernes kommunikative behov, er en idé, der har eksisteret i 20 år, " siger Twomey. "Det slog mig, at OKAY, hvis dette er vores idé om, hvordan farvevokabularer dannes, så kunne vi gå baglæns og spørge, "Godt, hvad ville have været de kommunikative behov, der ville have været nødvendige for at dette ordforråd kunne nå frem til sin nuværende form?" Det er et svært problem, men jeg havde en intuition om, at det var en løsbar en."

"Farve-ord-problemet er et klassisk et:Hvordan kortlægger man uendeligheden af ​​farver til et diskret antal ord?" siger Plotkin. "Colin bemærkede en evolutionær fortolkning af problemet. Det er, som om de forskellige udtryk konkurrerer om, hvilke farver de vil blive brugt til at repræsentere. Det var en vigtig matematisk indsigt, der giver os mulighed for at udlede farvernes kommunikative behov på hvert af disse 130 sprog ."

Undersøgelsen var baseret på et robust datasæt kendt som World Color Survey, indsamlet for mere end 50 år siden af ​​antropolog Brent Berlin og lingvist Paul Kay. Rejser til 130 sproglige samfund verden over, Berlin og Kay præsenterede native speakers for de samme 330 farvechips. De fandt ud af, at selv helt forskellige sprog havde en tendens til at gruppere farver på nogenlunde samme måde. Hvad mere er, da de bad talerne om at identificere brændefarven for en bestemt navngivet farve – den "rødeste røde" eller "grønneste grønne" – var højttalernes valg meget ens på tværs af sprog.

"Deres resultater var så forbløffende, " siger Plotkin. "De krævede forklaring."

Væsentlig forskning fulgte, hvoraf nogle antydede, at en væsentlig årsag til de bemærkelsesværdige ligheder mellem sprogs farvevokabular kom ned til fysiologien.

"Sprogene er forskellige, kulturer er forskellige, men vores øjne er de samme, siger Plotkin.

Men en anden grund til de overordnede ligheder kunne være, at mennesker, uanset hvilket sprog de taler, er mere interesseret i at tale om bestemte farver end andre.

Penn-teamet brugte data fra World Color Survey om brændfarver til at arbejde baglæns, går fra talernes observationer af den rødeste røde eller grønneste grønne til at udlede det kommunikative behov forbundet med hver af de 330 farver i undersøgelsen.

"Det, der virkelig var overraskende, var, at vi kunne bruge netop de bedste eksempler på farver til at sige, hvad de kommunikative behov ville have været, " siger Twomey.

Forskerne var i stand til at bruge den anden del af World Color Survey-dataene, om, hvordan sprog opdelte farver, at validere, at deres inferensalgoritme kunne forudsige forskellige sprogs kommunikative behov.

Deres analyse understreger resultater fra tidligere forskning, at varme nuancerede farver har et højere kommunikativt behov. "I gennemsnit på tværs af sprog, de røde og gule har 30 gange større efterspørgsel end andre farver, " siger Plotkin.

"Ingen bekymrer sig rigtigt om brunlige grøntsager, og pasteller er ikke super godt repræsenteret i kommunikative behov, " tilføjer Twomey.

Forskerne så også på eksisterende data om frugtspisende primater med farvesynssystemer som vores eget. Disse primater har en tendens til at spise moden frugt med farver, der stemmer næsten præcist overens med de steder i farvespektret med stort kommunikativt behov. "Frugter er en måde for en plante at sprede sine frø, køre en tur med de dyr, der spiser dem. Frugtproducerende planter har sandsynligvis udviklet sig til at skille sig ud for disse dyr. Forholdet til farverne på moden frugt fortæller os, at kommunikative behov sandsynligvis er relateret til de farver, der skiller sig mest ud for os, " siger Twomey. "For at være klar, dette siger ikke, at vi har de kommunikative behov, vi har, fordi vi skal kommunikere om frugt specifikt."

Holdets algoritme kunne forudsige ikke kun lighederne, men også forskellene mellem sprog. Mens en vægt på røde og gule farver var universel, visse sprog havde også høje kommunikative behov for blues, mens greens viste sig som vigtige på andre sprog. Forskerholdet fandt ud af, at nogle af disse forskelle var forbundet med biogeografi og afstand. Kulturer, der delte lignende økoregioner, var mere ens i deres kommunikative behov omkring farver, måske på grund af planter eller dyr i den region, der var vigtige for fødevarer eller andre formål.

Denne tilgang til studiet af kommunikative behov åbner op for mange andre studieområder. "Dette er noget, der kunne overføres til andre systemer, hvor der er behov for at opdele noget kognitivt rum, " siger Twomey, "om det er lyd, vægt, temperatur, eller noget andet."

Og brugen af ​​denne ramme åbner også muligheder for at forfølge forskellige spørgsmål omkring farve og sprog.

"Nu hvor vi har udledt, hvor ofte folk ønsker at tale om bestemte farver i dag, vi kan tage en fylogeni af sprog og prøve at udlede, hvad folk talte om 500 eller 1, 000 år siden. Hvilke historiske begivenheder falder sammen med ændringer i vores behov for at tale om farver?", siger Plotkin. "Der er masser af arbejde, der stadig skal gøres her."

Sådanne spørgsmål vil kræve unikke samarbejder som det, MindCORE understøtter, et campus-hub for undersøgelse af menneskelig intelligens og adfærd, som muliggjorde dette arbejde. "Iboende tværfaglige spørgsmål som dem, vi behandler i vores papir sammen, kan være udfordrende at arbejde med, netop fordi det kræver et team af eksperter fra forskellige områder at besvare dem, " siger Twomey. "Så jeg føler mig meget heldig at have haft MindCORE's støtte her hos Penn til at samle præcis det rigtige team til dette problem."