鄭麗娟,邵艷秋,楊爾弘
(北京語言大學(xué) 應(yīng)用語言學(xué)研究所,北京 100083)
語義分析是自然語言處理的核心問題。中文語義分析研究,從21世紀(jì)開始蓬勃發(fā)展以來,借鑒各種國外語義分析理論: 論元結(jié)構(gòu)、語義角色標(biāo)注、格語法和語義依存分析理論等,都已經(jīng)取得了豐碩的成果。但目前句子級的語義分析研究主要集中在語義角色標(biāo)注這種淺層語義分析[1-2]的任務(wù)上,這種淺層分析只分析句子中主要謂詞與其論元之間的語義關(guān)系,對論元內(nèi)部的各成分間的語義關(guān)系并沒有進行分析。如北京大學(xué)基于語義組塊分析和詞匯語義特征的語義角色標(biāo)注[3]和利用北大網(wǎng)庫的標(biāo)注語料進行語義角色標(biāo)注的研究,哈爾濱工業(yè)大學(xué)提出的一種基于特征組合和支持向量機的語義角色標(biāo)注方法,蘇州大學(xué)的名詞性謂詞語義角色標(biāo)注和以依存關(guān)系為標(biāo)注單元進行語義角色標(biāo)注等[4]。此外,淺層語義分析中對語義關(guān)系類型的定義也不夠豐富。這些特點導(dǎo)致語義角色標(biāo)注這種淺層分析存在一定的局限性,對句子意義的理解不夠深入,特別是在基于短語結(jié)構(gòu)句法和依存句法的淺層語義分析研究遭遇瓶頸的階段,語義分析的準(zhǔn)確率無法進一步提高。
因而,近來也有不少學(xué)者研究句子結(jié)構(gòu)的深層語義: 如清華大學(xué)李涓子的語義依存分析理論[5]、武漢大學(xué)基于特征結(jié)構(gòu)的語義研究[6-8]和山西大學(xué)的框架語義結(jié)構(gòu)研究。雖然深層語義研究正在如火如荼地進行,但深層語義研究畢竟還處于探索階段,各種語義理論被廣泛應(yīng)用,以克服淺層語義分析的不足,試圖把漢語語義分析推向更加成熟的階段。
依存樹是一種基于句子的句法、語義分析結(jié)果的形式化結(jié)構(gòu)或者數(shù)據(jù)存儲形式,這種形式更便于計算機的存儲計算和自動學(xué)習(xí),也更加直觀化。簡而言之,句法依存樹就是為句子中的每個詞語(句子核心詞除外)找到它的依存詞(父親節(jié)點),并指出該詞語與依存詞之間的句法關(guān)系。這種傳統(tǒng)的依存樹結(jié)構(gòu)規(guī)定句子中的每個詞只能有一個父親節(jié)點與其存在依存關(guān)系,且不同的依存弧之間不允許交叉。如圖1和圖2就是對句子“王華的媽媽很疼愛她?!钡木浞ê驼Z義依存分析實例。
圖1 依存句法樹
圖2 語義依存樹
依存弧上所標(biāo)注的是詞對之間的句法關(guān)系,且弧是由核心詞指向修飾詞,例如,SBV表示“媽媽”和“疼愛”是主謂結(jié)構(gòu),且“疼愛”是核心,VOB表示“疼愛”和“她”是動賓結(jié)構(gòu),“疼愛”是核心,ADV表示“很”和“疼愛”是狀中結(jié)構(gòu),“疼愛”是核心,ATT表示“王華”和“媽媽”是定中結(jié)構(gòu),“媽媽”是核心,RAD表示右附加關(guān)系,WP表示標(biāo)點符號。
從圖1和圖2的對比中可以看出,依存句法樹和語義依存樹的原理是一樣的,唯一的不同就在于,前者弧上關(guān)系為句法關(guān)系,后者弧上關(guān)系為語義關(guān)系。在語義依存樹中,弧上關(guān)系表示的是,弧指向詞語(依存詞或者修飾詞)相對于弧發(fā)出詞語(核心詞)的語義。Agt表示施事,Poss表示領(lǐng)事,mDegr表示程度標(biāo)記,Datv表示涉事,指動作或者事件所關(guān)涉的對象,mPunc表示標(biāo)點標(biāo)記,mAux表示“的”字標(biāo)記。這樣,每個詞對的語義關(guān)系可表示為一個三元組,例如,(媽媽→王華,Poss)表示“王華”是“媽媽”的領(lǐng)有者,“媽媽”是核心詞,“王華”是修飾詞或依存詞,“王華”依存于“媽媽”。
漢語是一種語序靈活、詞類功能多樣化的意合型語言,語言變式繁多,在真實語言現(xiàn)象中經(jīng)常會出現(xiàn)某個詞語同時依存于多個詞語[9],即同時和句中其他多個詞語發(fā)生語義關(guān)聯(lián)的現(xiàn)象,也可能出現(xiàn)依存弧相互交叉的非投射現(xiàn)象。這些現(xiàn)象都是傳統(tǒng)的依存樹無法表達的。為了將這些真實存在的語言現(xiàn)象顯現(xiàn)出來,同時還能夠兼顧依存表達的優(yōu)勢,本文突破原有的依存樹表達的限制,采用依存圖的描述方式,即只要句子中的詞與詞之間實際存在語義關(guān)系,就將它們相連接,這就意味著在依存樹中允許一個詞語有多個父親節(jié)點,同時依存弧之間可能會出現(xiàn)交叉。例如,句子“她眼睛哭腫了?!逼湟来鎴D如圖3所示。
圖3 依存圖
從圖3中可以看出,“她”與“哭”和“眼睛”兩個詞語都有語義關(guān)系,即詞語“她”存在兩個父親節(jié)點: “哭”和“眼睛”,分別表示施事和領(lǐng)屬關(guān)系中的領(lǐng)事;另外,弧(腫→眼睛)與弧(哭→她)也形成了交叉。從句意理解的角度來看,這樣的多父親節(jié)點和交叉弧都是有其表達語義的真實價值,如果用依存樹來表達,語義表達上就會不全面: 以“哭”為全句核心,依存樹的語義標(biāo)注情況為: (哭→她,Agt),(她→眼睛,Bleg),(哭→腫,eResu),(腫→了,mTone),從而丟掉了“眼睛”和“腫”之間存在的真實語義關(guān)系。如圖4所示。
圖4 依存樹
值得提出的是,依存樹的不足已有學(xué)者在研究了。例如,北京大學(xué)孫薇薇的句法依存圖[8],武漢大學(xué)姬東鴻在提出依存語義樹分析的不足[9]的基礎(chǔ)上研究了基于特征結(jié)構(gòu)的語義依存圖[6-7]。本文的依存圖同武漢大學(xué)的依存圖[7]相比,除了語義關(guān)系定義和標(biāo)注理念有所不同之外,在結(jié)構(gòu)表示上的一個主要不同是武漢大學(xué)的依存圖是一個無向圖,對有依存關(guān)系的兩者來說,并不標(biāo)出弧的指向。而我們的圖是有向圖,每組詞對都是核心詞指向依存詞,我們認(rèn)為這對于明確修飾詞和依存詞的語義關(guān)系是很有幫助的。
通過對大量語言事實的分析和研究,我們在這里對傳統(tǒng)的Robinson依存理論[10]中所規(guī)定的公理進行了部分修訂,突破了原有的依存樹的局限性,構(gòu)建依存圖,以增強依存表達的生命力。本文的依存圖遵循如下公理:
(1) 一個句子中只有一個成分是獨立的;
(2) 其他成分直接依存于某一個成分;
(3) 任何一個成分可以同時依存于兩個或兩個以上的成分;
(4) 如果A成分直接依存于B成分,而C成分在句中位于A和B之間,那么C可以依存于A左邊的成分或B右邊的成分,即允許依存弧之間發(fā)生交叉;
參照Robinson依存理論[10]中所規(guī)定的公理,我們的依存圖公理與其有很大的差異,主要在(3)和(4),公理(3)強調(diào)一個成分可以依存于多個成分,即可以有多個父親節(jié)點。公理(4)強調(diào)了不同的依存弧之間允許交叉。依據(jù)這幾條公理做句法或語義分析時可以構(gòu)造出一個有向無環(huán)依存圖。
本文將針對第4條公理重點討論漢語中出現(xiàn)的非投射現(xiàn)象。
非投射現(xiàn)象是和投射現(xiàn)象相對的。以往的語義依存樹處理的都是投射情況,對于英語這種語序比較固定的語言來說,投射樹基本足夠用來分析其絕大部分的語言現(xiàn)象,但是對于像漢語、德語、荷蘭語等這種語序靈活的語言,很多的句子只用投射現(xiàn)象去做語義分析,就會導(dǎo)致語義分析性能低下,甚至是出現(xiàn)不合乎語言表達習(xí)慣的語言現(xiàn)象。
投射現(xiàn)象,是指將樹結(jié)構(gòu)表示的句子中的每一個詞語向下垂直投影形成的線性詞序列同句子的詞語排列順序相一致,即從依存樹上看,依存弧之間不存在交叉情況。為了清晰觀察依存樹的投射現(xiàn)象,我們將圖4展示為層次表示形式,如圖5所示,可以看出按照樹結(jié)構(gòu)投影下來的詞序列順序和原句保持一致。
圖5 依存樹層次表示形式
非投射現(xiàn)象則和投射現(xiàn)象相反,指將樹結(jié)構(gòu)表示的句子中的每個詞語向下垂直投影形成的線性詞序列同句子的詞語排列順序不一致,即從依存樹上看,依存弧之間存在交叉情況。圖3為例句的依存圖表示,其對應(yīng)的層次依存圖的詞序列投影如圖6所示。從投影結(jié)果可見,投影下來的詞序列“她哭眼睛腫了?!蓖涞脑~序列“她眼睛哭腫了。”相比,產(chǎn)生了不一致現(xiàn)象。
圖6 依存圖層次表示形式
可以看出,在真實語料中,非投射現(xiàn)象是客觀存在的。非投射本身是針對語序靈活的語言結(jié)構(gòu)提出的一種解決問題的方案,但是由于其豐富的交叉現(xiàn)象的存在,減少了表達語法關(guān)系時對語序的依賴,從而使得運用非投射依存現(xiàn)象分析句法、語義更有效。因此,不管是語序靈活的語言還是英語這樣語序比較固定的語言都正在做非投射現(xiàn)象的分析[11]。
從上述的分析中可以看出,非投射現(xiàn)象是客觀存在的,漢語中更是如此。下面本節(jié)就從基于真實語料的語義依存圖庫出發(fā),描寫并解釋漢語中通常出現(xiàn)的非投射現(xiàn)象。
語料采集方面,語義依存圖庫總共包括大約40 000個句子,其中包含大約10 000句的新聞?wù)Z料、9 000句的中小學(xué)課本語料等共20 000句的書面語語料和10 000句微博語料、10 000句機器翻譯所用語料等共20 000句的口語語料。
語義標(biāo)簽集的確立方面,目前,學(xué)界對語義角色的分類各有不同,數(shù)目多寡不定,HowNet的角色劃分比較齊全和完善。但HowNet定義的角色主要是針對動詞,較少考慮到形容詞、名詞等其他詞類之間語義關(guān)系[12],且語義角色類型繁多。魯川的語義分類體系[13]相對來說更加面向工程實際,對這兩者加以擴展和修改,在標(biāo)注了大約10 000句的語料的過程中,我們逐步完善定義了一整套包含127個標(biāo)簽的語義標(biāo)簽集合。該語義標(biāo)簽集分為5個大類: 周邊角色集、嵌套關(guān)系集、反關(guān)系集、語義依附標(biāo)記集和事件關(guān)系集。周邊角色通常由指稱概念來充當(dāng),包括施事、受事和源事等32個語義角色。嵌套關(guān)系是指由小句或者短語充當(dāng)某個語義角色的現(xiàn)象,小句的核心與謂詞的核心連接標(biāo)為嵌套關(guān)系。反關(guān)系是指那些充當(dāng)了定語的動詞或動詞短語,嵌套關(guān)系和反關(guān)系的標(biāo)簽數(shù)量理論上講同周邊角色相等,但在真實語料中遠(yuǎn)不會出現(xiàn)那么多。事件關(guān)系指復(fù)句或緊縮句中多個事件之間的句法語義關(guān)系,包含19個標(biāo)簽。此外,我們還定義了語義依附標(biāo)記,多為一些連詞、介詞、助詞等虛詞,含有17個小類。
語料庫雖然包含40 000個句子,但目前已完成的標(biāo)注工作僅達到10 000個句子,主要是中小學(xué)語文課本語料。本文僅以這10 000個句子的語義依存標(biāo)注結(jié)果為研究對象,統(tǒng)計出來的非投射現(xiàn)象比例顯示不是所有的基本句型的變式都會出現(xiàn)非投射現(xiàn)象,在10 501個句子的語料庫中,非投射現(xiàn)象的比重只有17.4%,雖然和投射現(xiàn)象相比,非投射現(xiàn)象所占比重不高,但非投射現(xiàn)象是真實存在的,總結(jié)出這些非投射現(xiàn)象的情況,對于提高機器自動語義分析的準(zhǔn)確率來說,非常重要。
本文以已標(biāo)注的句子為研究對象,總結(jié)和分析了非投射現(xiàn)象出現(xiàn)的句型及其句子變式,規(guī)律總結(jié)如下。
(1) 小句賓語句。小句賓語句的某個句法成分發(fā)生位移,并且狀語位于整個句子的最前端時,狀語和謂語動詞的語義關(guān)聯(lián)與小句賓語句內(nèi)部句法成分的語義關(guān)聯(lián)造成弧之間的交叉。小句賓語句內(nèi)部句法成分的位移是有其內(nèi)在動力的,或者是由于主語承前省略,造成句子形式上缺乏主語,或者是說話者為了突出話題,強調(diào)說明對象等語用因素。但無論句子形式如何變化,語義始終都是小句賓語句要表達的語義,語義分析就應(yīng)該按語句表義原型標(biāo)注,而忽略形式變化,否則語義分析就無章可循了。例如,“醒來的時候,夢不知道飛到哪里去了”。狀語“醒來的時候”修飾謂詞“知道”,與謂詞語義關(guān)系密切;而“夢”是小句賓語“飛到哪里去了”中發(fā)生位移的一個成分,“夢”和“知道”并沒有語義關(guān)聯(lián),“夢”與“飛”才存在真實的語義關(guān)聯(lián),因此,狀語的修飾限定作用(“知道”和“時候”相連的依存弧)與小句賓語的主謂結(jié)構(gòu)(“飛”和“夢”連接的依存弧)形成了弧與弧的交叉。具體分析如圖7所示。
圖7 小句賓語句語義依存圖分析
(2) 比較句。比較句是用來表示兩種不同事物在某一點上(性質(zhì)、數(shù)量等)的不同程度值,所以比較句中通常含有比較項、參照項、比較點和比較值[14]。如句子“他比我成績好”中,其比較項、參照項、比較點和比較值分別為: 他、我、成績和好。在任何一種語言的比較句中,比較項、參照項不可缺失,但是由于漢語是意合型語言,并不要求比較點必須出現(xiàn),有時候比較點是比較項自身的總體屬性,即比較項就是比較點;或者比較點為了避免累贅,只出現(xiàn)在比較項或者參照項其中一個的后面。為了能很好地標(biāo)示出深層語義,與沒有帶明顯的比較點的比較句相區(qū)分,比較點只出現(xiàn)在比較項或者參照項其中一個的后面就會造成弧之間的交叉現(xiàn)象,尤其是比較點緊跟比較項之后且參照項之后不再有比較點,弧交叉就無法避免。我們對比較項與比較點相重合的句子如: “他比我優(yōu)秀”的語義分析如圖8所示,對比較點只出現(xiàn)一次的句子如: “他成績比我好”的語義分析處理如圖9所示。
圖8 比較項與比較點重合的比較句的語義依存圖分析
圖9 比較點只出現(xiàn)一次的語義依存圖分析
(3) 主謂謂語句。(此處的主謂謂語句是指真正的主謂謂語句,并不含有位移造成的表層形式的主謂謂語句,如句子“這件事我知道?!辈皇俏覀兌x的主謂謂語句。)大主語和小主語有廣義的領(lǐng)屬關(guān)系,且大主語和大謂語之間存在狀語,狀語是修飾謂詞的詞語,根據(jù)語義相關(guān)原則,狀語和謂語聯(lián)系密切,主謂謂語句中的謂語就是小謂語,因此,這組領(lǐng)屬關(guān)系和狀中關(guān)系就形成了弧交叉。如句子“有些恐龍則身材矮小。”先明確了述謂結(jié)構(gòu)的說明對象“恐龍”,述謂結(jié)構(gòu)是對話題(即說明對象)的敘述說明,述謂結(jié)構(gòu)中的小主語“身材”和話題大主語“恐龍”之間存在領(lǐng)屬關(guān)系,且在大主語和大謂語之間存在一個表示轉(zhuǎn)折的語氣副詞“則”,因此,“恐龍”和“身材”的語義領(lǐng)屬關(guān)系與“則”和“矮小”的語義修飾關(guān)系造成了弧之間的交叉。具體分析如圖10所示。
圖10 主謂謂語句語義依存圖分析
(4) 緊縮句。漢語是一種意合型語言,只要表意順暢,并不太注重句子表層形式的完整性,因此常常會出現(xiàn)必要句法成分的省略或者復(fù)句的緊縮,緊縮形式上給人單句的感覺,但其語義卻要求是復(fù)句形式。為了表示句子的語義,語義依存圖的標(biāo)注就標(biāo)出了緊縮復(fù)句中深層語義,成分的省略就必然要標(biāo)示出來,否則會形成句法上不和句法搭配的句法形式。例如,“有飽肚的東西拿些來?!逼渖顚诱Z義結(jié)構(gòu)或者說原型是“如果有飽肚的東西,就拿些東西來?!本o縮復(fù)句中承前省略了受事賓語“東西”,而受事賓語又受到數(shù)量詞“些”的修飾,如果為了避免非投射,不標(biāo)示出“些”和“東西”的深層語義,就會形成動詞和名量詞在句法上的不合理的搭配。因此,對“有飽肚的東西拿些來?!边@種緊縮句,我們的語義依存圖分析如圖11所示。
圖11 緊縮句語義依存圖分析
(5) 注釋短語或復(fù)句。在注釋短語或復(fù)句中,補句通常是對主句中某個名詞性成分的補充說明,主句和補句中間通常用標(biāo)點隔開[14]。補充說明成分和名詞性成分有語義關(guān)聯(lián),有時可能造成弧的交叉。例如,它們是用不同的材料做的,大理石、花崗巖等?!笆恰摹睆娬{(diào)句式,強調(diào)制作材料,句子形式上省略了施事,使得受事“它們”提前,充當(dāng)主語,以完善句子表層形式。在這種非原型結(jié)構(gòu),“做”和“它們”表示成事關(guān)系的弧與“材料”和“大理石”表示解釋關(guān)系的弧形成了交叉現(xiàn)象,但是其原型句: “用不同的材料做它們,大理石、花崗巖等”就不會形成交叉。具體分析如圖12所示。
圖12 注釋復(fù)句或短語語義依存圖分析
(6) 代詞指稱。代詞本身就是起指稱、替代的作用,以避免句法形式上的重復(fù)和漢語詞匯缺乏的假象。就一個簡單的代詞來說,其指稱意義本身就不明確,代詞只有放在具體的語境中才有明確的指代對象,況且有時候,句中名詞較多,代詞的指代就可能造成語義的錯誤理解。因此,語義語料庫在建設(shè)的時候,就應(yīng)該指出代詞的具體指代對象,以使句子表意明確化。而且只有代詞對象明確化之后,才能明確句子間的語義關(guān)聯(lián),為篇章語義分析奠定基礎(chǔ)。如句子“工程師向工人們走來,他什么也沒對工人們說?!薄八焙汀肮こ處煛敝阜Q同一個人,如若不把兩者聯(lián)系起來,會造成敘述的脫節(jié),句與句之間的語義關(guān)系不明確,進而造成語篇結(jié)構(gòu)松散。在這句話中,“他”和“工程師”表示等同指代關(guān)系的弧與“走”和“說”之間表示事件間關(guān)系的弧形成交叉。具體分析如圖13所示。
圖13 代詞指稱句語義依存分析
(7) 動補謂語句。有些動補謂語句包含兩個動核結(jié)構(gòu),特別是補語的語義指向動作的施事、受事或者工具等時,此類動補謂語句就可能包含兩個動核結(jié)構(gòu)[13]。例如,他的衣服穿破了。他走累了。
a 他走累了。 他走+他累了。
b 他的衣服穿破了 他穿衣服+衣服破
對于a類句子,兩個動核結(jié)構(gòu)的主語都是一樣的,雖然可以為了圖的美觀,減少弧線,可是減少了弧線,就會影響第二個謂詞與主語的語義關(guān)系。然而很多情況下,兩個謂詞和主語的語義關(guān)系并不一樣。因此,在標(biāo)注的過程中,為了明確詞對之間的語義關(guān)系,其具體標(biāo)注如圖14所示。
圖14 兩個動核結(jié)構(gòu)的主語一致的依存圖分析
但對于b類句子,如果按照a類的語義進行標(biāo)注,就會造成語義不合理的現(xiàn)象“衣服穿+衣服破”,這也不是句子本身的語義。因此,我們對b類句子這樣的兩個動核結(jié)構(gòu)主語不一致的情況又做了處理,使得句義的表達符合邏輯,此時就會出現(xiàn)弧的交叉。b類句子語義依存圖分析如圖15所示。
圖15 兩個動核結(jié)構(gòu)的主語不一致的依存圖分析
經(jīng)過對漢語中非投射現(xiàn)象的分析,發(fā)現(xiàn)多數(shù)都是由語言變式引起的,那些屬于原型的句子形式,通常不會出現(xiàn)非投射現(xiàn)象。因此,要找到漢語中所有的非投射現(xiàn)象,就需要找到漢語中基本句型的所有語言變式,并且對每種語言變式進行逐一分析,以提高非投射現(xiàn)象標(biāo)注的準(zhǔn)確率。
漢語是一種語序靈活的語言,傳統(tǒng)的投射依存樹不能很好的解決很多特殊類型句子的語義分析問題。本文從漢語真實語料出發(fā),驗證和明確了非投射現(xiàn)象的客觀存在性,基于語義依存圖庫,對漢語的非投射現(xiàn)象進行了深入的分析和歸納,從語言學(xué)角度對語義依存圖語料庫中出現(xiàn)的非投射現(xiàn)象給出了理論解釋和分析。本文的主要意義可歸納為3個方面,一是為我們的語義依存體系給予更好的理論上的支撐;二是為未來提高機器自動語義標(biāo)注提供更好的標(biāo)注知識,從而提高語義自動標(biāo)注的性能;三是為語義分析理論提供一種新的思考視角。
對非投射現(xiàn)象的概括,由于語料規(guī)模的有限和語料正在標(biāo)注階段,可能還存在以上7類不能完全概括的有非投射現(xiàn)象的句法結(jié)構(gòu),這一點,還有待于語料規(guī)模的擴大化,希望在以后能更全面地概括含有非投射現(xiàn)象的漢語句式,并找到句法到語義的投射規(guī)律。另外,除了非投射現(xiàn)象之外,對于語義依存圖中某些節(jié)點出現(xiàn)多父親節(jié)點的現(xiàn)象以及構(gòu)建語義依存圖自動標(biāo)注系統(tǒng)也將是未來的研究工作。
致謝
在文章寫作過程中,特別感謝哈爾濱工業(yè)大學(xué)丁宇同學(xué)在本文研究過程中給予的大力支持和幫助。同時非常感謝在匿名評審過程中提出寶貴意見的評審老師們。
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