Quantitative Linguistik
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Computational language models (LMs), most notably exemplified by the widespread success of OpenAI's ChatGPT chatbot, show impressive performance on a wide range of linguistic tasks, thus providing cognitive science and linguistics with a computational working model to empirically study different aspects of human language. Here, we use LMs to test the hypothesis that languages with more speakers tend to be easier to learn. In two experiments, we train several LMs—ranging from very simple n-gram models to state-of-the-art deep neural networks—on written cross-linguistic corpus data covering 1293 different languages and statistically estimate learning difficulty. Using a variety of quantitative methods and machine learning techniques to account for phylogenetic relatedness and geographical proximity of languages, we show that there is robust evidence for a relationship between learning difficulty and speaker population size. However, contrary to expectations derived from previous research, our results suggest that languages with more speakers tend to be harder to learn.
One of the fundamental questions about human language is whether all languages are equally complex. Here, we approach this question from an information-theoretic perspective. We present a large scale quantitative cross-linguistic analysis of written language by training a language model on more than 6500 different documents as represented in 41 multilingual text collections consisting of ~ 3.5 billion words or ~ 9.0 billion characters and covering 2069 different languages that are spoken as a native language by more than 90% of the world population. We statistically infer the entropy of each language model as an index of what we call average prediction complexity. We compare complexity rankings across corpora and show that a language that tends to be more complex than another language in one corpus also tends to be more complex in another corpus. In addition, we show that speaker population size predicts entropy. We argue that both results constitute evidence against the equi-complexity hypothesis from an information-theoretic perspective.
Wenn alle Forschungsfragen gestellt, alle Hypothesen formuliert, alle Korpora kompiliert und alle Daten von Proband*innen gesammelt wurden, befinden Sie sich auf einer der letzten Etappen Ihrer linguistischen Studie: der Analyse der Daten. In diesem Kapitel werden Sie einige Werkzeuge kennenlernen, die Sie dabei unterstützen können. Hier nehmen wir an, dass Sie in irgendeiner Form eine quantitative statistische Auswertung vornehmen möchten, denn für qualitative Analysen sind die Werkzeuge, die wir Ihnen vorstellen werden, weniger bis gar nicht geeignet.
Sobald eine statistische Datenanalyse abgeschlossen ist, müssen in einem weiteren Schritt die Untersuchungsergebnisse aufbereitet und dargestellt werden. Hierzu gibt es verschiedene Möglichkeiten, die davon abhängig sind, welche Art von Analyse man durchgeführt hat. Aus diesem Grund ist der Beitrag gegliedert in die Aufbereitung von Ergebnissen für deskriptive, also beschreibende statistische Analysen (Abschnitt 2) und in die Ergebnisdarstellung von inferenzstatistischen (= schließenden) Auswertungen (Abschnitt 3). Wir gehen dabei auf die Aufbereitung der Daten in Tabellenform ein, werden an einem Beispiel zeigen, wie man die Ergebnisse von statistischen Tests berichtet und einige Visualisierungsmöglichkeiten vorstellen.
Der folgende Leitfaden bietet eine grundlegende Übersicht darüber, welche Schritte bei der Konzeption und Durchführung einer empirischen Untersuchung in der germanistischen Linguistik zu beachten sind. Wir werden den grundlegenden Ablauf und die zugrunde liegenden Konzepte allgemein bzw. modellhaft beschreiben und sie anhand von einfachen Beispielen illustrieren. Eine stärkere Ausgestaltung anhand von Beispielen zu verschiedenen linguistischen Forschungsfragen und -feldern und damit auch mehr Illustrationen, wie die einzelnen Schritte für bestimmte Forschungsfragen umzusetzen sind, finden Sie in den Fallstudien im —> Teil III dieses Bandes. Detailliertere Ausführungen zu den zentralen Konzepten des empirischen Arbeitens in der Linguistik finden Sie in —> Teil VI dieses Bandes. Weiterführende Literatur findet sich am Ende des Beitrags.
cOWIDplus Analyse ist eine kontinuierlich aktualisierte Ressource zu der Frage, ob und wie stark sich der Wortschatz ausgewählter deutscher Online-Pressemeldungen während der Corona-Pandemie systematisch einschränkt und ob bzw. wann sich das Vokabular nach der Krise wieder ausweitet. In diesem Artikel erläutern die Autor*innen die hinter der Ressource stehende Forschungsfrage, die zugrunde gelegten Daten, die Methode sowie die bisherigen Ergebnisse.
The coronavirus pandemic may be the largest crisis the world has had to face since World War II. It does not come as a surprise that it is also having an impact on language as our primary communication tool. In this short paper, we present three inter-connected resources that are designed to capture and illustrate these effects on a subset of the German language: An RSS corpus of German-language newsfeeds (with freely available untruncated frequency lists), a continuously updated HTML page tracking the diversity of the vocabulary in the RSS corpus and a Shiny web application that enables other researchers and the broader public to explore the corpus in terms of basic frequencies.
Studying Lexical Dynamics and Language Change via Generalized Entropies: The Problem of Sample Size
(2020)
Recently, it was demonstrated that generalized entropies of order α offer novel and important opportunities to quantify the similarity of symbol sequences where α is a free parameter. Varying this parameter makes it possible to magnify differences between different texts at specific scales of the corresponding word frequency spectrum. For the analysis of the statistical properties of natural languages, this is especially interesting, because textual data are characterized by Zipf’s law, i.e., there are very few word types that occur very often (e.g., function words expressing grammatical relationships) and many word types with a very low frequency (e.g., content words carrying most of the meaning of a sentence). Here, this approach is systematically and empirically studied by analyzing the lexical dynamics of the German weekly news magazine Der Spiegel (consisting of approximately 365,000 articles and 237,000,000 words that were published between 1947 and 2017). We show that, analogous to most other measures in quantitative linguistics, similarity measures based on generalized entropies depend heavily on the sample size (i.e., text length). We argue that this makes it difficult to quantify lexical dynamics and language change and show that standard sampling approaches do not solve this problem. We discuss the consequences of the results for the statistical analysis of languages.
cOWIDplus Analyse ist eine kontinuierlich aktualisierte Ressource zu der Frage, ob und wie stark sich der Wortschatz ausgewählter deutscher Online-Pressemeldungen während der Corona-Pandemie systematisch einschränkt und ob bzw. wann sich das Vokabular nach der Krise wieder ausweitet. In diesem Artikel erläutern die Autor*innen die hinter der Ressource stehende Forschungsfrage, die zugrunde gelegten Daten, die Methode sowie die bisherigen Ergebnisse.
cOWIDplus Viewer
(2020)
cOWIDplus
(2020)
Die Corona-Krise hat Einfluss auf die Sprache in deutschsprachigen Online-Medien. Wir haben die Hypothese, dass sich die Vielfältigkeit des verwendeten Vokabulars einschränkt. Wir glauben zudem, dass sich die Diversität des Vokabulars nach "überstandener" Krise wieder auf ein "Prä-Pandemie-Niveau" einpendeln wird. Diese zweite Hypothese lässt sich erst im Laufe der Zeit überprüfen.
Studying Lexical Dynamics and Language Change via Generalized Entropies: The Problem of Sample Size
(2019)
Recently, it was demonstrated that generalized entropies of order α offer novel and important opportunities to quantify the similarity of symbol sequences where α is a free parameter. Varying this parameter makes it possible to magnify differences between different texts at specific scales of the corresponding word frequency spectrum. For the analysis of the statistical properties of natural languages, this is especially interesting, because textual data are characterized by Zipf’s law, i.e., there are very few word types that occur very often (e.g., function words expressing grammatical relationships) and many word types with a very low frequency (e.g., content words carrying most of the meaning of a sentence). Here, this approach is systematically and empirically studied by analyzing the lexical dynamics of the German weekly news magazine Der Spiegel (consisting of approximately 365,000 articles and 237,000,000 words that were published between 1947 and 2017). We show that, analogous to most other measures in quantitative linguistics, similarity measures based on generalized entropies depend heavily on the sample size (i.e., text length). We argue that this makes it difficult to quantify lexical dynamics and language change and show that standard sampling approaches do not solve this problem. We discuss the consequences of the results for the statistical analysis of languages.
Die ansprechende und geeignete Visualisierung linguistischer Daten gewinnt analog zum steigenden Einfluss quantitativer Methoden in der Linguistik immer mehr an Bedeutung. R ist eine flexible und freie Entwicklungsumgebung zur Umsetzung von statistischen Analysen, die zahlreiche Optionen zur Datenvisualisierung bereithält und sehr gut für große Datensätze geeignet ist. Statistische Analysen und Visualisierungen von Daten werden auf diese Weise in einer Umgebung verzahnt. Durch die zahlreichen Zusatzpakete stehen auch weiterhin zeitgemäße Methoden zur Verfügung, um (linguistische) Daten zu analysieren und darzustellen.
Der Beitrag vermittelt einen stark anwendungsorientierten Einstieg in das Programm und legt mithilfe von vielen praktischen Übungen und Anwendungsbeispielen die Grundlagen für ein eigenständiges Weiterentwickeln der individuellen Fähigkeiten im Umgang mit der Software. Neben einer kurzen, eher theoretisch angelegten Einleitung zu explorativen und explanatorischen Visualisierungsstrategien von Daten werden verschiedene Pakete vorgestellt, die für die Visualisierung in R benutzt werden können.
Languages employ different strategies to transmit structural and grammatical information. While, for example, grammatical dependency relationships in sentences are mainly conveyed by the ordering of the words for languages like Mandarin Chinese, or Vietnamese, the word ordering is much less restricted for languages such as Inupiatun or Quechua, as these languages (also) use the internal structure of words (e.g. inflectional morphology) to mark grammatical relationships in a sentence. Based on a quantitative analysis of more than 1,500 unique translations of different books of the Bible in almost 1,200 different languages that are spoken as a native language by approximately 6 billion people (more than 80% of the world population), we present large-scale evidence for a statistical trade-off between the amount of information conveyed by the ordering of words and the amount of information conveyed by internal word structure: languages that rely more strongly on word order information tend to rely less on word structure information and vice versa. Or put differently, if less information is carried within the word, more information has to be spread among words in order to communicate successfully. In addition, we find that–despite differences in the way information is expressed–there is also evidence for a trade-off between different books of the biblical canon that recurs with little variation across languages: the more informative the word order of the book, the less informative its word structure and vice versa. We argue that this might suggest that, on the one hand, languages encode information in very different (but efficient) ways. On the other hand, content-related and stylistic features are statistically encoded in very similar ways.