Что такое семантические отношения
Извлечение отношений
Содержание
Основные типы семантических отношений
Родовидовые отношения (гипер/гипонимия)
Родовидовые отношения (гипер/гипонимия), также известные как отношения типа is-a, связывают лексические единицы, обозначающие родовое понятие (гипероним), с отдельными видами (гипонимами). Такими отношениями связаны пары «собака» – «пудель», «автомобиль» – «внедорожник», «спорт» – «хоккей». В последнем случае «футбол» и «регби» будут называться когипонимами «хоккея».
Помимо существительных, гиперонимы выделяют и у глаголов (например, в WordNet). Однако при этом вторым элементом пары, объединяемой в отношение, становится не гипоним, а так называемый тропоним (термин, введенный создателями WordNet). Тропонимия уточняет образ действия, обозначаемого глаголом. Так, для гиперонима «готовить» (cook) одним из тропонимов является «жарить» (fry).
Также осмысленно выделять ролевые отношения, которые не являются столь же твердыми is-a конструкциями, как обычные родовидовые пары. К примеру, «альпака» всегда остается видом «ламы», но «пациент», «клиент» или «заключенный», строго говоря, едва ли могут считаться постоянно существующим видами «человека».
Отношение «часть – целое» (холо/меронимия)
Отношение «часть – целое» соединяет имя некой сущности с названиями ее составных частей. Так, в WordNet холониму «самолет» соответствуют меронимы «двигатель», «фюзеляж», «шасси», «крыло» и др., а холониму «крыло» – меронимы «элерон», «закрылок» и «ребро».
Источники извлечения отношений и основные подходы
Существует два ключевых источника для выделения семантических отношений между понятиями в языке. Во-первых, можно использовать текстовые корпусы – этот способ применяли, в частности, авторы принстонского WordNet. Отношения извлекаются как с помощью правил, так и методами машинного обучения на корпусе с уже размеченными парами.
Правила имеют вид регулярных выражений типа «such (1) as (2),(3),(4)», где в слот номер 1 попадает гипероним, а в слоты 2-4 – гипонимы. Схожими эвристиками можно выделять и отношения других типов. Классическое описание такого подхода сделала одна из создателей WordNet Marty Hearst, более современные статьи по теме можно найти у специалистов по компьютерной лингвистике из Стэнфордского университета Дэниэла Журавски (Daniel Jurafsky) и Эндрю Энджи (Andrew Ng).
Второй принципиальный источник – машиночитаемые толковые и энциклопедические словари. Словарные определения представляют собой частично структурированный текст и, как правило, построены по единым шаблонам, что облегчает их обработку и создание общих алгоритмов для выделения отношений. Лексическая информация в словаре, в отличие от обычного текста, представлена в концентрированном виде и снабжена пометами, которые могут быть использованы как указатели того или иного отношения между определяемым словом и частью определения.
Семантические отношения
Количество типов отношений в семантической сети определяется её создателем, исходя из конкретных целей. В реальном мире их число стремится к бесконечности. Каждое отношение является, по сути, предикатом, простым или составным. Скорость работы с базой знаний зависит от того, насколько эффективно реализованы программы обработки нужных отношений.
Иерархические
Отношение между надмножеством и подмножеством называется AKO — «A Kind Of» («разновидность») (пример:»собака является животным»=» тип с именем «собака» является подтипом типа «животные»»). Элемент подмножества называется гипонимом (собака), а надмножества — гиперонимом(животное), а само отношение называется отношением гипонимии. Альтернативные названия — «SubsetOf» и «Подмножество». Это отношение определяет, что каждый элемент первого множества входит и во второе (выполняется ISA для каждого элемента), а также логическую связь между самими подмножествами: что первое не больше второго и свойства первого множества наследуются вторым.
Объект, как правило, состоит из нескольких частей, или элементов. Например, компьютер состоит из системного блока, монитора, клавиатуры, мыши и т. д. Важным отношением является HasPart, описывающее части/целые объекты (отношение меронимии). Мероним — это объект, являющийся частью для другого. Двигатель — это мероним для автомобиля. Холоним — это объект, который включает в себя другое. Например, у дома есть крыша. Дом — холоним для крыши. Компьютер — холоним для монитора. Мероним и холоним — противоположные понятия.В этом случае свойства первого множества не наследуются вторым.
Часто в семантических сетях требуется определить отношения синонимии и антонимии. Эти связи либо дублируются явно в самой сети, либо в алгоритмической составляющей.
В семантических сетях часто используются также следующие отношения [Гаврилова]:
функциональные связи (определяемые обычно глаголами «производит», «влияет»…);
количественные (больше меньше, равно…);
пространственные (далеко от, близко от, за, под, над…);
временные (раньше, позже, в течение…);
атрибутивные (иметь свойство, иметь значение);
логические (И, ИЛИ, НЕ);
Этот список может сколь угодно продолжаться: в реальном мире количество отношений огромно. Например, между понятиями может использоваться отношение «совершенно разные вещи» или подобное: Не_имеют_отношения_друг_к_другу(Солнце, Кухонный_чайник).
В семантической сети в качестве понятий могут быть как экземпляры объектов, так и их множества. Использование одних и тех же отношений и для элементов, и для коллекций может привести к недоразумениям. Подобные ошибки в работе некоторых первых систем были описаны в статье Дрю Макдермотта «Искусственный интеллект сталкивается с естественной глупостью».
Рассмотрим пример — четыре предложения:
У Павла есть отец по имени Алексей.
Для Павла найдётся отец из множества мужчин.
Найдется человек, для которого Алексей — отец.
У каждого человека есть отец из множества мужчин.
Для человека ясен смысл этих фраз и многие не задумываясь поставили бы во всех трёх случаях отношение есть отец. Однако это является ошибкой: в одном случае, действительно, описывается отношение между двумя экземплярами, но во втором и третьем — между экземпляром и множеством, а в четвёртом — отношение между представителями из двух множеств. В математической записи это выглядит так, соответственно для предложений 1—4:
I. ∃ павел & ∃ алексей : отец(алексей, павел); IIа. ∃ павел → ∃ x ∈ мужчины : отец(x, павел); IIб. ∃ алексей → ∃ y ∈ люди : отец(алексей, y); III. ∀ y ∈ люди → ∃ x ∈ мужчины : отец(x, y); Мы видим, что случаи IIа и IIб различаются только порядком следования переменных в предикате, однако для правильности сети это может сыграть важную роль. В примере перечислены лишь 4 рода отношений, всего же для бинарной сети их существует девять. Они различаются кванторами ∃ и ∀, а также порядком переменных.
Графически для отличия всех этих случаев применяют специальные форму пометок отношений на графе: например, отношения первого рода оставляют без изменений, второго — обводят прямоугольной рамкой из точек, третьего — тире, а четвёртого — тире-точка. Либо можно просто написать рядом индекс типа отношения.
Наиболее часто встречающаяся путаница возникает насчёт отношения ISA. Поэтому во многих современных работах принимается, что ISA обозначает связь между экземпляром и множеством (вышеописанный случай IIб): Мурка ISA кошка. Одиночная рамка при этом не используется. Если требуется определить отношение эквивалентности (случай I), для этого может вводиться специальное отношение (хотя для семантической сети нужда в нём небольшая). ISA можно использовать для обозначения вхождения элементов одного множества в другое (случай III), однако так делать не рекомендуется. Для обозначения подмножеств применяется ещё одно специальное отношение — AKO. Различие между «ISA в рамке» и AKO заключается в том, что последнее отвечает ещё и за наследование свойств самих множеств, а не только элементов.
Урок. 8-мь семантических отношений
Для начала я попрошу вас забыть всё, что вы знали о синонимах и антонимах из школьной, а тем более из институтской программы. Филологические классификации антонимов тут не помогут, а кажущееся сходство синонимов введут в заблуждение. Семантические структуры языка опираются на математический базис. Кроме этого ряд ключевых понятий позаимствован из объектно-ориентированного моделирования, успешно применяемого в программном обеспечении.
Теперь пора вспомнить о родах отношений. Отношения или связи слов в семантических тензорах основаны на симметрии разного рода. Рассмотрим такие отношения на примере бислов.
Классификация типов отношений определяется тремя парами:
1. Однородное + Структурное,
2. Абсолютное + Относительное,
3. Абстрактное + Конкретное,
Три пары признаков определяют 2^3 = 8 типов отношений. Все признаки относятся к множеству экстраслов. Только пара: Абстрактное и Конкретное, возможно ближе к протослову чем к экстраслову. Сложность этого вопроса кроется в рекурсивности определений языка. Поэтому имеется такая принципиально неразрешимая неопределённость.
4.6.ТЕРМИНОЛОГИЯ СЕМАНТИЧЕСКИХ ОБЪЕКТОВ
Введём понятие ¬– семантический вектор. Это пара слов, находящихся в семантическом отношении. Для упрощения предлагаю семантический вектор обозначать термином – «бислово». То есть бинарное (двоичное) слово.
Следующее. Почти все слова языка образуют семантические пары – бислова. (Даже все союзы и знаки препинания образуют пары!) Исключения составляют имена и названия. Смысл их часто утерян и не используется, поэтому для семантической алгебры они являются скалярными значениями.
Здесь применяются аналоги линейной алгебры. Слова «вектор», «матрица», и для объектов большей размерности – «тензор». Только в линейной алгебре используются числа, а в семантической алгебре – используются слова. При перемножении векторов, матриц и тензоров, размерность объектов складывается сходным образом.
Семантический тензор 3-го ранга удобно назвать «кубослово», потому что как куб имеет 8 вершин, так и кубослово состоит из 8-ми слов. В тензоре 4-го ранга будет 16 слов. Его можно назвать «гиперслово». Гиперслово состоит из пары кубослов. Вот пример:
1. Цифра, Число,
2. Буква, Слово,
3. Знак, Выражение,
4. Значение, Предложение,
5. Вычисление, Результат,
6. Размышление, Идея,
7. Задача, Решение,
8. Произведение, Смысл.
Посмотрите, как содержание этого тензора отражает схожесть и независимость мира чисел и мира слов.
Обратите внимание, что все подобные структуры являются многомерными объектами, несмотря на то, что записаны они в виде таблицы. Это значит, что слова связаны ортогональными отношениями разного рода. Для бислова есть одно отношение, для квадрослова есть два рода отношений, для кубослова есть три рода отношений. То есть количество родов семантического тензора равно его рангу.
Существуют семантические тензоры 5-го ранга (32 слова). Можно назвать их – «суперслово». Они довольно полезны для раскрытия некоторых глубоких вопросов. Тензор большего, 6-го ранга пока есть только один. Его сложно воспринимать и составить подобный объект довольно сложно.
Итак. Вспомним термины для обозначения семантических объектов:
0. Скаляр,
1. Бислово, Вектор,
2. Квадрослово, Матрица,
3. Кубослово, Тензор 3-го ранга (далее – тоже тензор),
4. Гиперслово,
5. Суперслово.
Семантические отношения. Способы представления семантических отношений
Каждое слово в языке характеризуется определенным набором семантических отношений, в которые оно может вступать с другими словами в тексте.
Каждое слово в языке характеризуется определенным набором семантических отношений, в которые оно может вступать с другими словами в тексте. Набор семантических отношений, присущий данному слову, связывает его значение со значениями других слов в пределах речевого отрезка. Информация о количестве и содержании семантических отношений, связывающих денотативное и сигнификативное значение данного слова с денотативными и сигнификативными значениями других слов в тексте, входит в качестве основной части в особый слой значения слова — синтаксический слой, или синтактику слова.
Наиболее распространенным способом графического представления семантического отношения между значениями слов является представление его в виде направленной дуги или стрелки, связывающей между собой точки, или узлы, соответствующие значениям слов. Отношение получает некоторую помету, символизирующую семантическое содержание данного отношения. Такому графическому способу представления отношений соответствует представление отношения в виде, характерном для классической аристотелевской логики: a R Ь, где а и b — значения слов, a R — отношение между ними.
При таком подходе к описанию семантических отношений перед исследователем встает задача выработки конечного набора семантических отношений,с помощью которых можно было бы отразить все реальное многообразие смысловых связей, в которые вступают значения слов во фразах языка. Это предполагает переход от максимально конкретной интерпретации смысловой связи между словами к интерпретации обобщенной. Содержательные отношения,возникающие между словами в конкретном фрагменте текста, зависят от семантики данных конкретных слов. В этом смысле отношения между словами во фразах Мальчик спит, Мальчик болеет и, например, Мальчик ждет ни в коем случае не идентичны.
В разных системах формально-семантического описания выделяются разные наборы СО (семантических отношений). Так, в падежной грамматике Ч. Филлмора выделяется 6 семантических описаний, называемых «глубинными падежами»:
В книге Ю. Д. Апресяна выделено 25 семантических отношений. Эти различия объясняются тем, что в зависимости от цели, для которой разрабатывался соответствующий метаязык, исследователь останавливался на том или ином уровне обобщения конкретных содержательных отношений, наблюдаемых между словами, синтаксически связанными в тексте.
Для таких систем семантического описания, в которых значения слов представляются в виде элементарных смысловых единиц (сем), связанных элементарными семантическими отношениями естественно встает вопрос: как соотносятся между собой два множества — множество семантических отношений между значениями слов во фразе и множество отношений между семантическими компонентами в составе толкования слова? На этот вопрос в принципе может быть два ответа:
Только второй ответ на этот вопрос соответствует задаче построения интегрального семантического описания языка. Такое описание предполагает, что фразы, признаваемые имеющими одно и то же значение, должны получить тождественные описания. Но если семантические отношения между словами никак не соотносятся с семантическими отношениями между семантическими компонентами, то мы не сможем дать одинаковые репрезентации синонимичным фразам.
Количество элементарных семантических единиц (сем) меньше количества описываемых с их помощью слов. Точно так же и количество семантических отношений между семами меньше количества отношений между значениями слов во фразе.
В языке для описания значений слов, предложенном Ю. Д. Апресяном между семами устанавливается всего восемь элементарных СО (ЭСО):
Те же отношения мы видим и среди семантических отношений, устанавливаемых между значениями слов в тексте. Но кроме них есть и другие, например отношение адресата. Откуда возникают эти дополнительные по отношению к основным отношения? Все такие отношения являются производными от базовых элементарных отношений. Они могут быть проинтерпретированы в терминах элементарных семантических единиц (ЭСЕ) и ЭСО. Так, отношение «адресат» может быть проинтерпретировано с помощью ЭСО субъекта и объекта и ЭСЕ ‘каузировать’ и ‘иметь информацию’:адресат — это субъект вызванного кем-то информационного процесса.
04.09.2016, 9368 просмотров.
Основные виды семантических отношений внутри лексико-семантических группировок 473
Корнев В.А.
кандидат филологических наук, старший преподаватель кафедры русского языка, Воронежский государственный медицинский университет имени. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
e-mail: landlit@mail.ru
Дедова О.М.
кандидат филологических наук, Заведующий кафедрой русского языка, Воронежский государственный медицинский университет имени. Н.Н. Бурденко, Воронеж, Россия
e-mail: landlit@mail.ru
Слову как основной единице лексико-семантической системы присущи два типа структурных отношений – парадигматические и синтагматические. Парадигматические отношения возникают между словами, принадлежащими к одной части речи и имеющими некоторую общность в значении, и основываются на противопоставлении слов друг другу. Семантический результат противопоставления отдельных слов по их лексическому содержанию находит свое отражение в выделении семантически общих или отличительных признаков, на основе которых в языке группируются семантические категории (классы) лексем, лексико-семантические группы слов [4]. Под лексической синтагматикой имеется в виду лексическая сочетаемость слов в линейном ряду при их функционировании. Синтагматические лексические связи реализуются в минимальном сочетании двух слов. На основе этих двух видов отношений у каждого слова можно выделить парадигматический и синтагматический аспект значения. Парадигматический аспект определяется общим значением той группы слов, с которой данное слово имеет семантические связи. Синтагматический аспект значения обусловлен способностью лексем сочетаться друг с другом в предложении. Одним из универсальных парадигматических отношений между словами являются отношения включения, «которые, с одной стороны, отражают различные по степени обобщенности называния реалий и их классов в языке», то есть родо-видовые отношения, «а с другой, названия объектов и их частей». Такого вида отношения являются семантическими их содержание сводится к тому, что слова, обозначающие вид и часть, являются подчиненными тем словам, которые соответственно обозначают род и целое. Общим у отношений «род – вид», «целое – часть» является то, что они характеризуются одинаковым свойством подчинения вида роду, части целому. Однако между природой отношений род – вид, часть – целое существуют различия, которые заключаются в том, что родо-видовые отношения связаны по степени абстрактности представлениями одной и той же реалии или классов реалий в языке, тогда как отношения часть – целое присущи только конкретным предметам, которые являются к тому же качественно разными, не сводимыми друг к другу» [5]. Такое отношение включения называется гипер-гипонимическим отношением, в котором слова, соответствующие видовым понятиям или части, выступают как гипонимы по отношению к слову, соотносящемуся с родовым понятием или целым – гиперониму и как согипонимы по отношению друг к другу. Слово с родовым понятием, более общим значением, полностью включает в себя слово видового, менее обобщенного значения. При этом образуется гипонимическая структура, которая определяется как совокупность иерархически организованных значений слов, находящихся в родо-видовой зависимости и отражающих определенные фрагменты реальной действительности. Гипероним и соподчиненные ему гипонимы, объединенные по определенному семантическому признаку, образуют минимальную единицу гипер-гипонимической структуры.
Другим видом семантических отношений внутри лексико-семантической группировки является лексическая синонимия. Синонимия всегда представляла интерес для языкознания, поэтому существуют различные определения синонимов и критерии синонимичности. Наиболее полные и достаточные критерии выделяет С.Г. Бережан: «. Близость и/или тождество значения, единство понятия и взаимозаменяемость» [2]. Синонимы – это не в целом совпадающие по смыслу слова, а единицы, обладающие только идентичными семантическими вариантами. Синонимами являются не слова в целом, а отдельные семантические варианты слов, то есть составные элементы их смысловой структуры [2]. Для синонимии важны наряду с общностью номинации такие формы представления данных реалий в конкретном языке, в которых осуществляется дифференциация качества обозначаемой реалии разными лексическими средствами языка. Синонимия – это явление языковой номинации, которое начинается с полного тождества семантики слов, представляющих одну и ту же реалию (свойство, признак) и постепенно переходит через различные степени организации семантического сходства к выражению степени различия в лексических значениях [1].
Исследование синонимических отношений обычно начинают с минимальной пары противопоставленных в парадигматике слов, и выделив признаки, по которым они противопоставляются, выделяют и тот, по которому они отождествляются. Лексические единицы, находящиеся в синонимических отношениях, образуют синонимические ряды. При изучении лексико-семантических группировок, содержащих несколько синонимических рядов, можно проследить, как более широкий член оппозиции в данной синонимической паре включается в синонимическую пару вышестоящего уровня, содержащую более узкий член оппозиции. Это придает ступенчатый характер всему синонимическому ряду, делает его принципиально открытой, непрерывной лексико-семантической микросистемой [4].
Важным моментом при анализе синонимичных слов является выделение среди них доминанты, то есть слова, возглавляющего синонимический ряд. При исследовании синонимии посредством анализа лексической сочетаемости таким словом-доминантой может служить тот синоним, сочетательные свойства которого наиболее тесно связаны с сочетательными свойствами всей синонимической группы в целом и семантические свойства которого наиболее просты [2]. Значение доминанты на правах переменного компонента входит в значения остальных членов ряда, семантически наиболее простое, стилистически нейтральное, синтаксически наиболее свободное и наиболее употребляемое.
С точки зрения семантического сходства синонимия представляет собой неоднородное явление. В тех случаях, когда значение одного слова совпадает со значением другого или они предельно близки, можно говорить о «сильных синонимах». Когда между синонимичными словами наблюдается более заметное расхождение в их значениях, можно говорить о слабых синонимах.
При анализе отношений гипонимии и синонимии можно отметить, что, в отличие от
синонимии, гипонимия определяется в терминах односторонней замены. В тексте возможна эквивалентная замена гипонима на гипероним как подведение вида под род, обратное же не всегда возможно.
Тесно примыкают к синонимическим отношениям квазисинонимические отношения, которые предполагают, что значения лексических единиц полностью не совпадают, но имеют общую часть на уровне семантического варианта и обладают еще некоторой надбавкой в виде одной или более особых («лишних») сем [1].
Еще одним широко распространенным типом семантической противопоставленности лексем в парадигматике является антонимия. Антонимами могут быть признаны слова, «которые противопоставлены по самому общему и существенному для их значения семантическому признаку, причем находятся на крайних точках соответствующей лексико-семантической парадигмы» [1]. При установлении антонимичности слов лексико-семантические группировки обычно определяют оппозиции слов, значения которых наиболее точно связаны отношениями противоположности. Одному слову могут быть противопоставлены не только два, но и больше антонимичных ему слов.
Область действия антонимичных связей ограничена в основном словами, называющими разные типы оценок, качеств, состояния, изменение качеств и состояний, а также словами, называющими разные типы отношений и их изменение. Классическими антонимами являются такие пары противопоставленных друг другу слов, которые обозначают разные, диаметрально противоположные степени одного и того же свойства и возникают и существуют благодаря строгой логической оппозиции одного другому.
При анализе синонимии и антонимии выделяются как схожие черты, так и различия. С лингвистической точки зрения антонимы сближаются с синонимами тем, что относятся к одной части речи и обладают схожей лексической сочетаемостью. На экстралингвистическом уровне сходство проявляется в том, что и антонимы, и синонимы соотносятся с одними и теми же свойствами и качествами, градуируя их в том или ином аспекте. Определяя различия между синонимией и антонимией, следует сказать о стилистической маркированности. Антонимы, являясь членами антонимического ряда, имеют одинаковую стилистическую окраску, в то время как синонимам не противопоказано объединение в одном ряду слов разных стилистических пластов. Антонимы имеют одинаковую лексическую сочетаемость, а синонимы могут обладать разной лексической сочетаемостью в силу значительной роли дифференциальных признаков [3].
Различия между синонимией и антонимией могут касаться также структурной организации лексико-семантических группировок. При синонимических отношениях лексических единиц противопоставление идет по одному или нескольким семантическим признакам, а при антонимических – по всему смысловому объекту [4].
Слова, представляя собой важнейшие самостоятельные единицы языка, взаимодействуют друг с другом не только в спектре парадигматических отношений, но и синтагматических, образуя в результате этого коммуникативный акт, высказывание. Можно выделить два вида синтагматических связей слов в высказывании: сочетаемостные связи, которые наблюдаются у слов, объединенных прямой грамматической связью, и связи линейные, фиксируемые между словами, которые встречаются вместе в том или ином отрезке речи. Эти связи целиком зависят от значений слов, поэтому синтагматические связи следует рассматривать как разновидность семантических отношений между словами. Способность слов сочетаться друг с другом определяется как грамматическими, так и семантическими свойствами этих слов, поэтому сочетаемость слов может рассматриваться с грамматической (синтаксической) и лексической точек зрения. Синтаксическая сочетаемость определяется принадлежностью слов к тем или иным грамматическим разрядам и зависит от грамматических потенций слов, лексическая сочетаемость связана с индивидуальными значениями слов. В лексической сочетаемости реализуются разнообразные семантические свойства слов. Отсюда вполне уместно предположить, что «чем шире сочетаемость слова с другими, тем больше семантических свойств обнаруживается при его функционировании в речи» [4]. Семантический характер отношений выделяется при образовании семантических полей с учетом типичного признака (действия), выражаемого прилагательным или глаголом, и предмета, обладающего этим признаком (действием). Хотя внешняя форма словосочетания остается неизменной при заполнении ее разными словами, его внутреннее свойство целиком определяется значением слов, заполняющих модель данного словосочетания. Слова сочетаются между собой благодаря наличию у всех значений общего компонента. Потенциально каждое слово обладает открытым числом этих семантических компонентов, чем и определяется неконечный характер сочетаний, образуемых тем или иным словом [5].
Реализация семантических свойств слова в лексической сочетаемости дает возможность исследовать семантику слов лингвистическими методами на основании тех данных, которые содержатся в речи (тексте), где употребляются интересующие исследователя слова.