Dependenz und Valenz Volume 103 (Ein internationales Handbuch der zeitgenössischen Forschung) || Semantische Netze und Dependenzgrammatik

69150. Semantische Netze und Dependenzgrammatik

White, Michael (1992): Conceptual Structures andCCG: Linking Theory and Incorporated ArgumentAdjuncts. In: Proc. of COLING-92, 246�252.

Zubizarreta, Maria Luisa (1987): Levels of Repre-sentation in the Lexicon and in the Syntax. Dord-recht.


1. Einleitung2. Semantische Netze3. Dependenzsyntax4. Anwendungen5. Zusammenfassung6. Literatur in Auswahl

1. Einleitung

Auffälligste Gemeinsamkeit zwischen Depen-denzgrammatiken einerseits und semanti-schen Netzen andererseits ist wohl der relati-onale Charakter ihrer Basisprimitive. Diesefundamentale Verwandtschaft auf der forma-len Ebene gestattet es, die deutlichen Paralle-len zwischen syntaktischen und semantischenStrukturierungen natürlichsprachlicher Sätzein besonderer Weise hervorzuheben, und lässtdementsprechend auch ein hohes Potentialzur homogenen und dennoch ebenenüber-greifenden Sprachbeschreibung erwarten. Vorallem im Hinblick auf die einheitliche Gestal-tung sprachverarbeitender Systeme erweistsich dies als eine sehr attraktive Eigenschaft.

Dass solche Parallelen zwischen syntakti-schen und semantischen Strukturbeschrei-

Hans schenkt Marie Geld.Hans schenkt Marie Geld.

Hans sucht Marie. Hans sucht Marie.

Hans liest. Hans liest.

SUBJ DOBJ

IOBJ SUBJDOBJ

SUBJ AGENS

AGENS PAT

RECIPAGENS PAT

Abb. 50.1.

Zwarts, Joost/Verkuyl, Henk (1994): An algebra ofconceptual structures; an investigation into Jacken-doff’s conceptual semantics. In: Linguistics andPhilosophy 17, 1�28.

Henning Lobin, Gießen (Deutschland)

bungen tatsächlich gegeben sind, zeigt sichwohl am deutlichsten im Kernbereich syn-taktischer Modellierung, der durch das Verbvermittelten Prädikats-Argumentstruktur. Syn-taktischen (Dependenz-)Relationen wie „Sub-jekt von“ (SUBJ), „Direktes Objekt von“(DOBJ) und „Indirektes Objekt von“ (IOBJ)stehen hier semantische Relationen wie„Agens von“ (AGENS), „Patiens von“ (PAT)bzw. „Rezipient“ (RECIP) gegenüber, zwi-schen denen in vielen Fällen sehr einfacheKorrespondenzbeziehungen nachgewiesen wer-den können (Abb. 50.1.).

Dank der in diesen Beispielen deutlich her-vortretenden engen strukturellen Verwandt-schaft steht für die konkrete dependentielleBeschreibung sprachlicher Phänomene einbreites Spektrum zur Verfügung, das vonstrikt oberflächensyntaktisch orientierten An-sätzen (z. B. Hudson 1990, Kunze 1975) bishin zu den eher semantisch angelegten Valen-zen der Kasusgrammatik (Fillmore 1968)reicht. Daneben existieren aber auch ver-schiedene Ansätze, in denen versucht wird, zueiner fruchtbaren und praktikablen Synthesedieser unterschiedlichen Perspektiven zu fin-

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692 V. Dependenzielle Theorien

den (Mel’cuk 1988, Bröker 1997, Heinecke/Kunze/Menzel/u. a. 1998).

Leider stellt sich bei genauerer Betrach-tung jedoch ziemlich schnell heraus, dass zwi-schen der oberflächennahen Beschreibungsyntaktischer Dependenzstrukturen und ih-ren semantischen Entsprechungen auch zahl-reiche Disparitäten bestehen, durch die sichdas wechselseitige Abbildungsverhältnis docherheblich komplizierter gestaltet. Geht mandavon aus, dass durch Dependenzrelationenbestimmte grammatische Beziehungen zwi-schen den oberflächennahen Bestandteilen ei-ner natürlichsprachlichen Äußerung (d. h.also Wortformen bzw. Wortformgruppen) er-fasst werden, so sind semantische Netze aufeiner tieferen, konzeptuellen Ebene angesie-delt. Hieraus ergibt sich bereits ein ganz fun-damentaler Unterschied zwischen den beidenRepräsentationsformalismen, der sich amdeutlichsten wohl an der Grenze zwischensprachlichem und außersprachlichem Wissenzeigt: Konzepte als elementare Einheitenkognitiver Aktivität können auch nicht-sprachlich kommuniziert werden und müssendaher nicht in jedem Fall eine direkte Ent-sprechung auf der Ebene der sprachlichenOberfläche besitzen. So rechnet etwa Mel’cuk(1988, 54) zur semantischen Struktur auchsprechakt-bezogene Informationen und Teiledes Hintergrundwissens, die in der Ver-sprachlichung nicht direkt auftauchen, fürderen Verständnis aber unverzichtbar sind.

Auch innerhalb des direkt versprachlichtenpropositionalen Gehalts finden sich systema-tische Abweichungen zwischen den beidenRepräsentationsebenen. Sie betreffen sowohlKonzepte, denen kein direktes Äquivalentauf der Wortformenebene gegenübersteht, alsauch Wortformen, die bei der Konstituierungder konzeptuellen Struktur nur vermittelndwirksam werden, selbst aber nicht Bestandteilderselben sind.

Beispiele für Konzepte, die auf der sprach-lichen Oberfläche nicht mehr manifest sind,finden sich vor allem im Bereich der Refe-renz. Besonders deutlich wird das Phänomenbei textexternen Referenzen, wo definite oderanaphorische Bezüge auf Entitäten verwei-sen, die nur durch die konkreten Bedingun-gen der Kommunikationssituation gegebensind und auf der sprachlichen Oberfläche nurin stark unterspezifizierter Form auftreten.

Ich wollte ins Theater, aber für ihn war jader Skatabend wichtiger.

Zwar sollten die Angaben zur Identität derReferenzobjekte sehr wohl in der zugrunde-

liegenden semantischen Repräsentation aus-gedrückt sein, aus der sprachlichen Formselbst lassen sie sich aber nur unter massiverVerwendung von Hintergrundwissen undüber teilweise recht umfangreiche Schlussket-ten rekonstruieren:

1. Die Sprecherin ist weiblich (???) und hateinen Lebenspartner (??).

2. Die Sprecherin geht bevorzugt (?) mit ih-rem Lebenspartner in ein bestimmtes (??)Theater.

3. Der Lebenspartner besucht regelmäßig (?)Skatabende.

Beachtet werden muss dabei, dass auch in derzwischenmenschlichen Kommunikation dieseRekonstruktion in vielen Fällen nur auf Prä-ferenzen und Stereotypen beruht und dahermit einem erheblichen Risiko für Fehlent-scheidungen verbunden ist. Die sich darausergebende Unsicherheit bei der Referenzauf-lösung ist hier durch Fragezeichen ange-deutet.

Noch klarer tritt das Problem der unter-spezifizierten Referenz bei Brückenanaphernhervor, die in der alltäglichen Sprachpraxiseine nicht zu unterschätzende Rolle spielenund in vielen Fällen einen wesentlichen Bei-trag zum Verstehen eines Textes leisten. Sostehen in

Wir wollten ins Grüne fahren, aber der Mo-tor streikte.

die beiden Konzepte FAHREN und MO-TOR offensichtlich in keiner unmittelbarensemantischen Relation. Eine indirekte Bezie-hung wird erst durch das nicht versprach-lichte Konzept AUTO, sowie die beiden Re-lationen „Instrument von“ (INST) und „we-sentliches Teil von“ (E-PART) vermittelt, wo-bei diese Zusammenhänge dann im Prozessdes Sprachverstehens wieder rekonstruiertwerden müssen:

FAHREN AUTO MOTORINST E-PART

Abb. 50.2.

Die sich durch derartige Bezugnahmen erge-bende sprachliche Verkürzung leistet einenwesentlichen Beitrag zur Erhöhung derSprachökonomie. Sie dient darüberhinausaber auch als beliebtes Stilmittel zum Stiftenvon sozialer Kohärenz, wobei sich die Ge-sprächspartner durch den extensiven Bezugauf das gemeinsame Hintergrundwissen ge-genseitig ihrer Gruppenzugehörigkeit versi-




chern und Außenstehende leicht von der Teil-nahme am Diskurs ausschließen können.

Mitunter werden Unterschiede zwischender sprachlichen Oberfläche und der zugrun-deliegenden konzeptuellen Struktur auch erstdurch den kontrastiven Vergleich deutlich, daunterschiedliche Sprachen verschiedene As-pekte der konzeptuellen Struktur explizit ma-chen.

He likes to eat fish. vs. Er isst gern Fisch.

Auch in derartigen Fällen erlauben die in ei-ner bestimmten Sprachgemeinschaft konven-tionalisierten Formen den Wegfall konzeptu-ell determinierter Elemente, wodurch danndie Unterschiede auch auf der Oberflächemanifest werden:

He likes fish. vs. *Er gern Fisch.

Der zu den bisher diskutierten Beispielenkomplementäre Fall einer Oberflächenformohne zugehöriges Korrelat in der konzeptuel-len Struktur findet sich vor allem im Bereichder Hilfsverbkonstruktionen. Hierzu gehörenetwa die Kopulaverben, die zwar dabei mit-wirken, einstellige Prädikate zu etablieren, indiesen selbst jedoch keine Rolle mehr spielen.

Das Haus ist groß.

Ein ähnliches Phänomen ist auch bei denPräpositionen zu beobachten, die vollständigin den durch sie etablierten konzeptuellen Re-lationen (Location, Direction, Instrumentusw.) aufgehen.

Unterschiede bestehen auch hinsichtlichder verschiedenen Mechanismen zur Kodie-rung elementarer konzeptueller Informatio-nen wie etwa der Tempusmarkierung, die beiden analytischen Verbkomplexen durch eineeigenständige Form des Hilfsverbs angezeigtwird, bei den synthetischen Formen aberdurch ein Flexionsmerkmal:

Er schläft.Er wird schlafen.

Da bereits bei derartig einfachen Beispielenrecht gravierende Unterschiede zwischendependenzsyntaktischen und konzeptuellenStrukturen deutlich werden, ergibt sich dieNotwendigkeit die folgenden drei Fragen-komplexe genauer zu untersuchen:

� Inwieweit lassen sich tragfähige struktu-relle Korrespondenzen auch außerhalbdes recht engen Bereichs der Prädikats-Argument-Struktur nachweisen? Diessteht in engem Zusammenhang mit der

Frage nach den Grenzen einer rein relati-onsbezogenen Beschreibung syntaktischerund semantischer Strukturen.

� Welche formale Methoden sind geeignet,die bestehenden Korrespondenzbeziehun-gen zwischen den Repräsentationsebenenauch im Falle (lokal) disparater Struktu-ren mithilfe entsprechender Abbildungs-vorschriften zu modellieren?

� Wie können solche Abbildungsvorschrif-ten für die praktischen Zwecke der ma-schinellen Sprachverarbeitung nutzbar ge-macht werden?

2. Semantische Netze

Der Begriff der semantischen Netze umfassteine Vielzahl unterschiedlicher Repräsentati-onsformalismen. Ihnen gemeinsam ist dieVerwendung grafischer Hilfsmittel zur Dar-stellung und Veranschaulichung von relatio-nalen Beziehungen zwischen Konzepten undInstanzen eines Wissensbereiches (Domäne).Dabei werden Konzepte bzw. Instanzen aufdie Knoten und (binäre) Relationen auf dieKanten des Netzes abgebildet (Sowa 1992).Derartige Netze wurden erstmalig zur Kodie-rung semantischen Wissens in einem Systemzur maschinellen Übersetzung verwendet(Masterman 1961). Weite Verbreitung erlang-ten sie vor allem durch die Arbeiten von Quil-lian (1968).

Wenngleich es vereinzelt Versuche gab, einMinimum an Relationsprimitiven zu definie-ren (Schank 1975), so kommen doch in denweitaus meisten Fällen relativ reichhaltigeRelationsinventare zum Einsatz. Sie umfas-sen üblicherweise eine Auswahl linguistischerTiefenkasus (Agens, Patiens, Recipient, In-strument usw.), sowie darüberhinaus räumli-che, zeitliche, kausale, modale und logischeKonnektoren. Im Gegensatz zu Mel’cuk(1988), der ein festes Inventar semantischerPrimitive voraussetzt, deren genaue Bestim-mung jedoch als noch ungelöstes Problem be-trachtet, geht Sowa (1984) davon aus, dasssemantische Netze einen hinreichend flexib-len Rahmen bieten, der bei Bedarf eine Über-setzung in Repräsentationen beliebig feinerGranularität gestattet.

Verglichen mit einer prädikatenlogischenRepräsentation sind rein relationale Netzein ihrer Ausdrucksmächtigkeit stark be-schränkt. Konzepte führen im logischenSinne einstellige Prädikate über einer (global)existenzquantifizierten Variablen ein. Aus




diesem Grunde verwendet Sowa (1992) auchden Begriff des generischen Konzepts. EinKonzeptknoten entspricht damit genau einerInstanz des jeweiligen Konzepts. MehrereKonzeptknoten des gleichen Typs beziehensich auf unterschiedliche Instanzen des glei-chen Konzepts, solange die Identität der Ins-tanzen nicht durch einen geeigneten Kore-ferenz-Mechanismus (z. B. Vergabe eindeuti-ger Individuenbezeichner, Koreferenzindizesoder Variablenbindung) explizit ausgewiesenist.

Eine erste einschneidende Festlegung istdie Beschränkung auf eine ausschließlichkonjunktive Verknüpfung von Relationen.Der sich daraus ergebende Verlust an Aus-druckskraft kann auch nicht durch eine rela-tionale Kodierung zusätzlicher Konnektorenerreicht werden.

Ein Beispiel für derartige relationale Netzesind die semantischen Repräsentationen inMel’cuk (1988). Hier werden reine Funktor-Argument-Strukturen notiert, wobei die Ar-gumentpositionen eines Prädikats nur mitHilfe abstrakter Namen identifiziert werdenkönnen. Da aber sowohl der Funktor alsauch seine Argumente für Domänenkonzeptestehen, ergeben sich die konkreten Relatio-nen zwischen den Konzepten nur implizit auseiner Interpretationsvorschrift für das durchden Funktor spezifizierte Prädikat. Die Ein-führung von Relationennamen (die dannweitgehend den Tiefenkasus in Fillmore(1968) entsprechen) erfolgt erst auf der ge-sonderten Ebene der Tiefensyntax. Die Ebeneder Tiefensyntax nimmt eine Zwitterstellungzwischen konzeptueller Struktur und (Ober-flächen-)Syntax ein. Wegen der starken Ana-logien zu allgemeinen relationalen Netzenliegt wohl eine Zuordnung zum Bereich derkonzeptuellen Struktur nahe. Dafür sprichtauch, dass die meisten der eingangs erwähn-ten strukturellen Unterschiede zwischen syn-taktischer und konzeptueller Struktur beiMel’cuk auf der Ebene der Tiefenstruktureingeführt werden. So werden in der Tiefen-syntax noch fiktive Lexeme, die etwa auf„Lücken“ im derivationellen System zurück-zuführen sind, und komplexe phraseologi-sche Einheiten (z. B. „ein Licht aufgehen“)durch einzelne Konzeptknoten modelliert.Andererseits sind tiefensyntaktische Reprä-sentationen bereits auf Baumstrukturen ein-geschränkt, d. h. Koreferenzen müssen auf ei-ner gesonderten Repräsentationsebene be-handelt werden.

Für die grafische Darstellung relationalerNetze existieren verschiedene notationelleVarianten. Weite Verbreitung hat die aufSowa (1984) zurückgehende Verwendung bi-partiter Graphen gefunden, wobei Konzepteund Relationen durch unterschiedliche Kno-tentypen dargestellt werden. Die konzeptuelleStruktur des Satzes Hans schenkt Maria Geldergibt sich dann zu

Person: Hans AGENS schenken RECIP Person: Marie

PAT

Geld

Abb. 50.3.

bzw. in linearisierter Notation:

[schenken](AGENS) J [Person: Hans](RECIP) J [Person: Marie](PAT) J [Geld]

Hier wird eine gewisse Verwandtschaft zwi-schen den relationalen Netzen und Frame-Strukturen (Minsky 1975) deutlich. Frame-strukturen gehen jedoch über eine rein relati-onale Repräsentation hinaus, da sie auchprozedurale Zusätze und damit weitgehendunrestringierte Manipulationsmöglichkeitenzulassen.

Im Gegensatz zu einer auf der Prädikaten-logik basierenden Repräsentation erlaubenrelationale Netze noch nicht die Darstellungvon Skopusphänomenen, wie sie im Bereichder Quantoren und der Booleschen Operato-ren (z. B. Negation) erforderlich sind. DieseBeschränkung wird mit dem Übergang zupropositionalen Netzen überwunden. Propo-sitionale Netze gehen auf Charles S. Piercezurück (Sowa 1992) und führen zwei zusätzli-che Ausdrucksmittel ein:

� Kontexte kennzeichnen bestimmte Teil-netze als zusammengehörig und könnenselbst wieder in der Argumentstelle einerRelation auftreten. Sie entsprechen somitder expliziten Skopusauszeichnung in derPrädikatenlogik. Allquantifizierung kanndann � obwohl sie selbst nicht explixitdarstellbar ist � über die Negation einesExistenzquantors ausgedrückt werden.

� Koreferenzindikatoren (bzw. alternativ dazudie Zulassung überlappender Kontexte)gestatten die Repräsentation von Refe-renzidentität, die im Prädikatenkalküldurch den Mechanismus der Variablenbin-dung vermittelt wird.




In ihrer Kombination stellt die Zulassungvon Kontexten und Koreferenzmarkern dielogische Äquivalenz der propositionalenNetze zum Prädikatenkalkül her. Gleichzeitigermöglicht die Einführung der Kontexte auchdie Kapselung komplexer Relationskonfigu-rationen und somit die Darstellung von Aus-sagen über Aussagen, wie sie in der natürli-chen Sprache vor allem im Zusammenhangmit Konjunktionen, Kontrollverben und Mo-dalkonstruktionen auftreten.

So kann der konzeptuelle Gehalt im Falleeiner einfachen Satzkoordination durch einekonjunktive Verknüpfung zweier Propositio-nen dargestellt werden:

Hans schreibt einen Brief und Anna liestein Buch.

Person: Hans AGENS schreiben PAT Brief

Proposition:

AND

Person: Marie AGENS lesen PAT Buch

Proposition:

Abb. 50.4.

Liegt eine elliptische Koordination vor, wirddie potentielle Lesart der Referenzidentitätdurch entsprechende Koreferenzindikatoren(hier über die gemeinsame Variable *x) aus-gedrückt:

Hans schreibt und Anna liest einen Brief.

Person: Hans AGENS schreiben PAT Brief: *x

Proposition:

AND

Person: Marie AGENS lesen PAT Brief: *x

Proposition:

Abb. 50.5.

Allerdings liegt in diesem Fall � wie stets beider eingebetteten Verwendung eines unbe-stimmten Artikels � eine systematischeMehrdeutigkeit vor, da natürlich auch nochdie Interpretation ohne Referenzidentität inFrage kommt. Berücksichtigt man darüberhi-naus die Möglichkeit zum intransitiven Ge-brauch des Verbs schreiben, führt diesschließlich auf eine dritte, nichtelliptischeLesart:

Person: Marie AGENS lesen PAT Brief

Proposition:

AND

Person: Hans AGENS schreiben

Proposition:

Abb. 50.6.

Eingebettete Kontexte ergeben sich auch imFalle von Kontrollverben, wobei der Refe-renzbezug zum Matrixsatz wieder durch Ko-referenzen hergestellt wird:

Sie versprach ihm, den Brief zu schreiben.

Person: *x AGENS verprechen EXPER Person

Person: *x AGENS schreiben PAT Brief

Proposition:

Abb. 50.7.

Sie überredete ihn, den Brief zu schreiben.

Person AGENS überreden EXPER Person: *x

Person: *x AGENS schreiben PAT Brief

Proposition:

Abb. 50.8.

Konzeptuelle Strukturen entstehen aus na-türlichsprachlichen Äußerungen in einemProzess der Interpretation, wobei der propo-sitionale Gehalt einer Äußerung stark durchHintergrundwissen angereichert wird. DieserEffekt der Anreicherung kann etwa bei derInferenz der Typrestriktion Person aus denselektionalen Restriktionen der Verben ver-sprechen und überreden beobachtet werden.Weitergehende, auf Anreicherung basierendeInterpretationsschritte liegen vor allem derAnaphernauflösung und der Behandlung un-bekannter Konzepte zugrunde (Strube/Hahn1995, Hahn/Schnattiger 1998).

Wegen der zentralen Rolle, die das Hinter-grundwissen für den Sprachverstehenspro-zess spielt, kommt einer effizienten Organisa-tion der für die semantische Interpretationbenötigten Wissensbestände eine große Be-deutung zu. Besonders bewährt hat sich indiesem Zusammenhang die Strukturierungdes Begriffsinventars durch die Deklarationhierarchischer Typbeziehungen in Form ei-ner Taxonomie.

Die Arbeit mit taxonomischem Wissenstand bereits in der Frühphase der Beschäfti-




gung mit semantischen Netzen im Mittel-punkt des Interesses. Ziel einer taxono-mischen Modellierung ist dabei die Ablei-tung von Angaben über die Typzugehörigkeitvon Konzeptinstanzen instanz(*objekt+,*typ+) aus allgemeinen Beziehungen der Typ-inklusion isa(*typ+, *typ+). So soll etwa ausder Typinklusion isa(TISCH, MÖBEL) ge-schlossen werden, dass jede Instanz vonTISCH gleichzeitig eine Instanz von MÖBEList. Damit unterscheidet sich Typinferenz inihrem logischen Status von den bisher be-trachteten relationalen Konzeptbeziehungenfundamental (Woods, 1975). Die entspre-chende Schlussfigur wird durch

A

a

A

b.isa (a, b) J

A

x.a (x) J b (x))

vermittelt. Da a und b für Typzuordnungen(d. h. für Prädikationen über Objektkonstan-ten) stehen, stellt sie demnach eine Beziehungzweiter Ordnung dar.

Die überaus große praktische Relevanz ta-xonomischer Strukturierungen ergibt sich ausihrem Potential zur Modellierung von Verer-bungsbeziehungen, durch die Eigenschaftenund Relationen von einem übergeordnetenKonzept auf seine Unterkonzepte übertragenwerden. Z. B. ergibt sich unter der Annahme,dass Amseln ein spezieller Typ von Vögelnsind, und dem Hintergrundwissen, dass VögelFedern haben, sofort die Konsequenz, dassauch Amseln Federn haben müssen:

{isa(AMSEL, VOGEL)hat (VOGEL, FEDERN), AMSEL(x)}� hat (x, FEDERN)

Das erhebliche Effizienzpotential einer verer-bungsbasierten Repräsentation besteht dabeidarin, dass sie die redundante und damit un-ökonomische Spezifikation von Regularitä-ten auf den unterschiedlichen Granularitäts-ebenen des Weltwissens erübrigt: Der sum-marische Bezug auf den Supertyp VOGELerübrigt die individuelle Spezifikation für dieeinzelnen Subtypen der verschiedenen Vogel-arten. Die diesbezüglichen Schlussweisen be-ruhen ebenfalls auf Beziehungen zweiter Ord-nung

A

a

A

b . isa (a, b) J (

A

p . p (b) J p (a))A

a

A

b . isa (a, b) J

A

c

A

r . r (b, c) J r (a, c))usw.

wobei auch hierfür spezialisierte Ableitungs-schemata bereitgestellt werden. Es ist zubeachten, dass p (*typ+) bzw. r (*typ+, *typ+)wie auch bereits isa (*typ+, *typ+) Prädika-tionen bzw. Relationen über Konzepttypen

darstellen und ihre Übertragung auf kon-krete Objekte erst durch eine geeignete Ins-tanziierung erfolgen kann:

A

a

A

p

A

x . instanz (x, a) ∧ p (a) J p (x)A

a

A

b

A

r

A

x

A

y . instanz (y,b) ∧ r (a, b)∧ instanz (x, a) J r (x, y)

Deutlich wird hierbei der unterschiedlicheStatus von Typinklusion (isa) und Instanziie-rung (instanz), der auf den Unterschiedenzwischen (generischem) Konzept und Domä-nenobjekt, d. h. Typ vs. Instanz (type vs. to-ken) beruht.

Üblicherweise realisieren vererbungsba-sierte Inferenzsysteme eine gegenüber derPrädikatenlogik eingeschränkte Mächtigkeit.Dabei werden die assertionalen Möglichkei-ten gezielt beschnitten, um die für dasTerminierungsverhalten einer automatischenAbleitungsprozedur wesentliche Eigenschaftder Entscheidbarkeit garantieren zu kön-nen (Owsnicki-Klewe/von Luck/Nebel 1993).Diese auch als terminologische Logiken be-zeichneten Kalküle gestatten die Spezifika-tion von ein- und zweistelligen Relationen fürdie Konzepte einer Domäne, wobei die zwei-stelligen Relationen als Rollen eines Kon-zepts bezeichnet werden. Beide sind entlangder Konzepthierarchie vererbbar. Über dieMöglichkeiten propositionaler Netze hinausbieten terminologische Logiken auch nochspezielle Ausdrucksmittel zur Spezifikationvon Kardinalitätsbeschränkungen für dieRollenfüller.

Als wichtige Voraussetzung für die Arbeitin nicht-artifiziellen Domänen wird oftmalsdie Fähigkeit zum nichtmonotonen Schließenangesehen. Unterschiede ergeben sich hiervor allem hinsichtlich der Konfliktbehand-lung in Hierarchien mit Mehrfachvererbung(Touretzky 1986). Insgesamt haben sich Ver-erbung und Typinferenz als so leistungsfähigeMechanismen zur effizienten Wissensreprä-sentation bewährt, dass sie heutzutage unver-zichtbarer Bestandteil jedes Formalismus zurSprachverarbeitung sind und auch zur Mo-dellierung der genuin sprachlichen Informa-tion herangezogen werden (Carpenter 1992).

3. Dependenzsyntax

Unmittelbare Dependenzbeziehungen sindbinäre Relationen zwischen den Bestandtei-len einer natürlichsprachlichen Äußerung.Stehen x und y in einer solchen Beziehungdep (x, y), so sagt man, x ist abhängig von y




(auch: x ist y untergeordnet) bzw. komple-mentär dazu y dominiert x. Dependenzrela-tionen lassen sich, wie alle binären Relatio-nen, gut als gerichtete Kanten eines Depen-denzgraphen veranschaulichen. Bezüglich ei-ner unmittelbaren Dominanzrelation wirddann x auch als Tochter- und y als Mutter-knoten bezeichnet. Mit den formalen Eigen-schaften der Dependenzrelation

� Antisymmetrie: dep (x, y) J ÿ dep (y, x)Ein Mutterknoten kann niemals von sei-ner Tochter abhängig sein.

� Antireflexivität: ÿ dep (x, x)Kein Knoten einer Dependenzstrukturhängt von sich selbst ab.

� Antitransitivität: dep (x, y) ∧ dep (y, z) Jÿ dep (x, z)Ein indirekt abhängiger Knoten kann nie-mals direkt abhängig sein.

und der Definition einer Dependenzstrukturals verbundener, gerichteter Graph (Mel’cuk1988, 21 f.), stellen Dependenzstrukturen ausformaler Sicht eine echte Teilmenge der allge-meineren konzeptuellen Graphen dar. DieseParallelität wird auch dadurch noch stärkerhervorgehoben, dass in den modernen Arbei-ten zur Dependenzgrammatik anstelle derVerwendung solch reiner (unbenannter) De-pendenzbeziehungen eher eine relativ feineDifferenzierung zwischen verschiedenen De-pendenzrelationen (SUBJ, DOBJ, IOBJ usw.)angestrebt wird. Allerdings unterliegen die inden verschiedenen Dependenztheorien ver-wendeten Strukturen aber noch einer Reiheweiterer formaler Einschränkungen. So wer-den, wie in der Syntaxtheorie generell, nor-malerweise nur Baumstrukturen betrachtet.Um dies sicherzustellen muss daher noch dieEindeutigkeit des jeweils dominierendenKnotens gefordert werden:

A

x

A

y

A

z . dep (x, y) ∧ dep (x, z) J y � z

Für die Dependenzstrukturen in Hudson(1990) gilt diese Forderung allerdings nur aufder Ebene der Oberflächenstruktur, währenddurch Koreferenzen zusätzliche Abhängig-keitsstrukturen etabliert werden können, dieüber Baumstrukturen hinausgehen. SolcheKoreferenzen werden verwendet, um Extrak-tionphänomene und koordinative Konstruk-tionen zu beschreiben. Unterschiede zwischenden verschiedenen Theorien bestehen auchhinsichtlich einiger weiterer Bedingungen andie Wohlgeformtheit von Dependenzbäumen:

� Typisch ist die Annahme einer totalenOrdnung über den Knoten eines Depen-

denzbaumes, die der linearen Anordnungim Satz entspricht. Eine Ausnahme hierzustellen die D-Bäume bei Mel’cuk (1988)dar, deren Knoten ungeordnet sind.

� Als Basiseinheiten, über denen Depen-denzrelationen definiert werden, dienen inder Regel die Wortformen eines Satzes.Um Kollisionen bei der Merkmalsprojek-tion zu vermeiden, ordnet Kunze (1975)Teilbäume unter Wortformen unter. BeideAnsätze verbleiben aber im Bereich derBaumstrukturen.

� Aus Gründen der Effizienz bei der struk-turellen Analyse wird für Dependenz-bäume oftmals die noch weitergehende Ei-genschaft der Projektivität (Planarität) ge-fordert. Um dies auch im Falle offensicht-lich nichtprojektiver Konstruktionen nochzu gewährleisten, greifen Lombardo/Lesmo(1998) bei der Beschreibung elliptischerStrukturen auch auf leere Knoten zurück,während Kahane/Nasr/Rambow (1998)über eine strukturelle Transformation (lif-ting) die Projektivität wieder herstellen.

Mit den propositionalen Netzen einerseitsund den Dependenzbäumen andererseits sindnunmehr zwei Repräsentationsebenen spezi-fiziert, auf denen die unterschiedlichen syn-taktischen bzw. semantischen Beziehungenseparat beschrieben werden können. Zusätz-lich wird noch ein algorithmisches Verfahrenbenötigt, das � in Abhängigkeit von der je-weiligen Aufgabenstellung � zwischen denbeiden Repräsentationsebenen vermittelt.

Im einfachsten Fall kann eine direkte In-terpretation syntaktischer Relationen durchkonzeptuelle Relationen erfolgen. Dies istetwa bei den Valenzen eines finiten, aktivi-schen Vollverbs der Fall. So bildet sich dassyntaktische Subjekt des Satzes Hans suchtMarie. unmittelbar auf das konzeptuelleAgens ab und das direkte Objekt übernimmtdie Patiensrolle. Unter Vernachlässigung derTempusinformation führt diese Zuordnungs-vorschrift direkt auf den eingangs diskutier-ten Standardfall. Um die Parallelen deutlichhervorzuheben, wird im Folgenden wiederauf die hierarchische Repräsentation derkonzeptuellen Struktur zurückgegriffen. DaDependenzstrukturen ja ohnehin einen Spezi-alfall propositionaler Netze darstellen, ist inden hier diskutierten Fällen eine Umwand-lung in die im Abschnitt 2 diskutierte generel-lere Notation jederzeit problemlos möglich(s. Abb. 50.9.).

Jedoch schon bei den analytischen Verb-formen, bei denen das finite Verb nicht mehr




Hans sucht Marie.

SUBJ AGENS DOBJ PAT

SUBJ DOBJ

Hans suchen Marie.

AGENS PAT

Abb. 50.9.

Hans hat Marie gesucht.

Hans Marie suchen.

SUBJ AGENS DOBJ PAT

DOBJ PAT

AGENSSUBJ AUX-C

Abb. 50.10.

Marie wurde gesucht. Marie suchen

SUBJ PAT PATSUBJ AUX-C

Abb. 50.11.

Träger der Verbvalenzen ist, gestaltet sich dasAbbildungsverhältnis deutlich komplizierterund erfordert bereits einfache Formen einerStrukturtransformation (s. Abb. 50.10.).

Dabei bleibt die Zuordnung der Subjekts-relation zur Agens-Rolle erhalten, nur wirdletztere nunmehr an das durch das infiniteVerb eingeführte Konzept „weitergereicht“.

Im Passiv folgt die Zuordnung der kon-zeptuellen Relationen nicht mehr dem bis-lang betrachteten Standardschema. DasAgens entfällt und das syntaktische Subjektbildet sich auf das direkte Objekt ab (s.Abb. 50.11.).

Wie bereits die finiten Auxiliare in den vo-rangegangenen Beispielen, so bringen auchKopulaverben keinen eigenständigen Be-standteil in die konzeptuelle Repräsentationein. Da in diesem Fall aber überhaupt keinVollverb mehr zur Anbindung der Satzgliederzur Verfügung steht, sind relativ komplexeAbbildungsvorschriften erforderlich, um diegewünschte Prädikation bereitzustellen:

Hans ist groß. Hans groß

PROP SUBJ COP-C

Abb. 50.12.

In einigen Fällen ist die Abbildung syntakti-scher auf konzeptuelle Relationen starkmehrdeutig und kann nur unter massiverEinbeziehung von Hintergrundwissen disam-

biguiert werden. Ein herausragendes Beispielhierfür ist sicherlich die Interpretation der se-mantisch völlig unterspezifizierten Genitiv-attribute.

der Vergaser des Autos: Teil-vondas Buch der Frau: Besitzer-von,

Autor-vondie Variation des Themas: Patiens-von…

Helbig/Buscha (1988, 591 f.) geben hierzuzwölf semantisch motivierte Interpretations-möglichkeiten an.

Auch wenn in den bisherigen Ausführun-gen stets von syntaktischen Dependenzbezie-hungen als relationalen Konstrukten ausge-gangen wurde, zeigt eine genauere Betrach-tung, dass auch auf der syntaktischen Ebenedie Beschränkung auf rein relationale Reprä-sentationen nicht hinreichend ist. Wie bereitsbei der Einführung der propositionalen Netzeist es wiederum die koordinative Verknüp-fung, die eine Erweiterung um zusätzlicheAusdrucksmittel erzwingt. Dies gilt unabhän-gig davon, ob Koordination als symmetri-sches (z. B. Hesse/Küstner 1985) oder ein un-symmetrisches Phänomen (z. B. Mel’cuk 1988)betrachtet wird. Die vorgeschlagenen Dar-stellungsmittel entsprechen de facto der Ein-führung konstituentenähnlicher Konstruktio-nen in die Dependenzstruktur und habendemzufolge einen vergleichbaren Status wiedie Kontexte in den propositionalen Netzen.Damit ergibt sich auch im Hinblick auf die




Grenzen relationaler Repräsentationsforma-lismen eine interessante Analogie zwischender syntaktisch orientierten Dependenzgram-matik auf der einen Seite und konzeptuellenNetzen auf der anderen.

4. Anwendungen

Einfachste Möglichkeit zur Kopplung einerDependenzgrammatik mit semantischen Net-zen ist die Kodierung selektionaler Beschrän-kungen für die Füller von Valenzforderun-gen. Hierbei kann in wirkungsvoller Weiseauf die im Abschnitt 2 diskutierten Möglich-keiten zur Vererbung von Typzugehörigkei-ten und Eigenschaften zurückgegriffen wer-den. Allerdings ist dieser Ansatz mit zwei gra-vierenden Problemen konfrontiert:

� Syntaktische Valenzen sind nur bedingtzur Vermittlung selektionaler Forderun-gen geeignet, da die wechselseitige Zuord-nung von semantischen und syntaktischenRelationen keinem starren Schema folgt(vgl. z. B. die Diskussion zum Passiv imvorangegangenen Abschnitt).

� Valenzen realisieren sich in einigen syn-taktischen Dependenzstrukturen nicht un-mittelbar, sondern werden erst über u. U.auch längere Ketten von Dependenzbezie-hungen gesättigt (vgl. etwa die Subjekts-beziehung in komplexen Hilfsverbkon-struktionen).

Um diesen Schwierigkeiten in geeigneterForm zu begegnen, führt Kunze (1975) (vgl.auch Kunze 1982) Wirkungswege als forma-les Mittel zum Transport und Abgleich vonMerkmalsmengen in die Dependenzstrukturein. Im Gegensatz zu einfachen Projektions-mechanismen gestattet dieser Ansatz einesehr zielgenaue Beschreibung von Selektions-forderungen. Da Wirkungswege aber unmit-telbar an die Unterordnungsrelationen (d. h.die Kantenmarkierungen im Dependenz-baum) gekoppelt sind, wird die an sich wün-schenswerte feine Abstimmbarkeit mit einerggf. sehr hohen Anzahl an unterschiedlichenUnterordnungsrelationen erkauft (Klimonow1982). Interessant ist die Idee der Wirkungs-wege vor allem aber unter dem Gesichts-punkt der Kopplung mit semantischen Net-zen, da sich zumindest die Tiefenkasus im In-ventar der Wirkungswege wiederfinden. Wir-kungswege, obwohl ursprünglich nur alsHilfsmittel zum effizienten Aufbau von De-pendenzbäumen gedacht, können somit auch

als das eigentliche Ziel eines Sprachanalyse-verfahrens betrachtet werden: Nach erfolgrei-cher Ermittlung der Syntaxstruktur wird vonden Dependenzbeziehungen abstrahiert, wäh-rend das verbleibende Wirkungswegegeflechtals Initialzustand für die Berechnung einersemantischen Repräsentation dient (Kunze,pers. Mitteilung). Auf dieser Grundlagekönnte dann zumindest ein unidirektionalesVerfahren zum Sprachverstehen realisiertwerden.

Von vornherein bidirektional ausgelegtsind die Abbildungsregeln, die in der Bedeu-tungs-Text-Theorie (Mel’cuk 1988) die Um-wandlung von Strukturen beim Übergangzwischen benachbarten Repräsentationsebe-nen vermitteln:

X ⇔ Y | C

wobei X bzw. Y für Strukturfragmente aufden betreffenden Repräsentationsebenen ste-hen und C zusätzliche Anwendungsbedin-gungen spezifiziert.

So vermittelt etwa die folgende Regel diewechselseitige Transformierbarkeit des fikti-ven tiefensyntaktischen Lexems „UNGE-FÄHR“ in eine oberflächensyntaktische Pa-raphrase unter bestimmten Bedingungen C(Mel’cuk 1988, 75) (s. Abb. 50.13.).

Regeln dieser Art werden als statische Ob-jekte verstanden, die in vollständig deklara-tiver Weise eine Abbildungsbeziehung be-schreiben. Die Konstruktion einer Repräsen-tation aus einer anderen wird hingegen einemdynamischen Mechanismus überlassen, derselbst allerdings nicht Gegenstand des Mo-dells ist. Insbesondere wird auch die Frageder optimalen Regelanwendungsreihenfolgeaus der Betrachtung ausgeklammert.

Trotz der bidirektionalen Arbeitsweise sei-ner Abbildungsregeln ist die Bedeutungs-Text-Theorie bislang vornehmlich für Sprach-generierungsaufgaben eingesetzt worden. Ent-sprechend detailliert ausgearbeitet sind daherauch die Regeln für Prozesse der Lexikalisie-rung, Morphologisierung, Anaphorisierungund Synonym-Paraphrasierung. Vergleichs-weise unzureichend untersucht wurden dage-gen die Abläufe beim Textverstehen. Aus-schlaggebend dafür dürfte vermutlich sein,dass das Bedeutungs-Text-Modell vorrangigauf der Transformation von Repräsentatio-nen beruht und der Mechanismus der Einbe-ziehung von Hintergrundwissen beim Sprach-verstehen nicht ausreichend geklärt ist. Da je-doch im Falle der Sprachgenerierung die se-




1

1

‘speaker’ ‘quantity Q’

‘not’

‘exact’

‘know’

21„UNGEFÄHR“

Q

CATTR

Abb. 50.13.

mantische Repräsentation eindeutig gegebenist, können Ambiguitätsprobleme, die bei derErzeugung einer semantischen Repräsenta-tion zwangsläufig auftreten, weitgehend ver-mieden werden.

Unmittelbar auf das Problem des Sprach-verstehens hingegen sind die Arbeiten imProjekt TIBAQ ausgerichtet (Hajicova 1995).Zu diesem Zweck werden die semantischenBeziehungen natürlichsprachlicher Äußerun-gen durch tektogrammatische Repräsentatio-nen modelliert, wobei die tektogrammatischeEbene noch eine relativ sprachnahe Struktur-repräsentation darstellt. Sie wurde jedoch sokonzipiert, dass sich über geeignete Struk-turtransformationen bereits einfache Infe-renzprozesse (unter Einbeziehung des Hinter-grundwissens) realisieren lassen.

Mit der Ausnahme koordinativer Struktu-ren sind tektogrammatische Repräsentatio-nen kanonisch geordnete Dependenzbäume,allerdings werden zahlreiche Funktionswör-ter (Artikel, Präpositionen, subordinierendeKonjunktionen und Hilfsverben) in ihnennicht mehr explizit dargestellt. Damit ent-spricht die tektogrammatische Ebene etwader Oberflächensemantik in Mel’cuk (1988).

Obwohl in der generativen Interpretationdes zugrundeliegenden Modells allein schondie Abbildung tektogrammatischer auf ober-flächensyntaktische Strukturen als zweistufi-ger Transduktionsprozess beschrieben wird(Hajicova 1995, 49), so erfolgt der Aufbautektogrammatischer Strukturen im TIBAQ-System offenbar in einem einzigen Transfor-mationsschritt aus den Ergebnissen der mor-phologischen Analyse (Hajicova 1995, 66 f.).Eine gesonderte oberflächensyntaktische Zwi-schenrepräsentation ist nicht vorgesehen. Dadie Implementation auf einer streng deklara-tiven Programmiersprache basiert, sollten die

Abbildungsregeln des Parsers prinzipiell bidi-rektional verwendbar sein.

Ebenfalls im Kontext des Textverstehensbewegen sich die Arbeiten des ParseTalk-Pro-jekts (Hahn/Schacht/Bröker 1994). Dabeiwird eine enge Verzahnung von syntaktischerAnalyse und semantischer Interpretation an-gestrebt und die bemerkenswerte Fruchtbar-keit eines solchen integrierten Ansatzes über-zeugend demonstriert. Motiviert wird diesesHerangehen vor allem mit den wechselseiti-gen Abhängigkeitsbeziehungen bei der Be-handlung von Nominalanaphern (Bröker1997), wo konzeptuelles Wissen sowohl alsVorbedingung als auch als Resultat der Ana-phernauflösung in Erscheinung tritt.

Die Abbildung der syntaktischen Depen-denzstruktur in eine semantische Repräsenta-tion erfolgt in einem Prozess der (gerichteten)Interpretation durch die konzeptuellen Rol-len einer terminologischen Logik. Dieser Pro-zess schließt die Auflösung anaphorischerReferenzen, und die Rekonstruktion metony-mischer Verwendungsweisen ein. So ergibtsich beispielsweise die folgende semantischeInterpretation erst unter Hinzunahme einerMetonymie des Typs Produzent-für-Produkt(nach Bröker 1997, 77):

Die Quantum erreicht eine hervorragende Zugriffszeit

QUANTUM HARDDISK-03 REACH-01 ACCESS-TIME-02

PRODUCER

AGENT

PATIENT

spec

subj obj

specattr

Abb. 50.14.




Das Verfahren kann verschiedene Modu-labfolgen realisieren, wobei allerdings ein ex-plizites Umschalten zwischen den Verarbei-tungsmodi erforderlich ist. So wäre etwa einekonzeptuell gesteuerte Analyse im Falle syn-taktischer Abweichungen in der Lage, be-stimmte syntaktische Forderungen zu igno-rieren.

Einen Ansatz, der auch auf einer wechsel-seitigen, jedoch nicht a priori vorgegebenenUnterstützung paralleler Repräsentations-ebenen beruht, verfolgen Heinecke/Kunze/Menzel/u. a. (1998). Das Verfahren beruhtauf einer simultanen Disambiguierung vonDependenzstrukturen auf mehreren mitei-nander gekoppelten Ebenen. Da sowohl zurDisambiguierung als auch zur Ebenenkopp-lung gewichtete Constraints verwendet wer-den, besteht die Möglichkeit

� durch starke Evidenz auf einer Ebene dieDisambiguierung auf den anderen Ebenensteuernd zu beeinflussen und

� Inkonsistenzen auf einer Ebene durch dieUnterstützung von anderen Ebenen zuüberwinden.

Wichtig ist dabei, dass die Ebenenkopplungvollständig symmetrisch erfolgt, wodurchkeine bevorzugte Richtung für den Evidenz-abgleich vorgegeben werden muss, dieser sichdaher an die gegebene Datenlage im Satz an-passen kann. Dies ermöglicht z. B. eine Un-terstützung der syntaktischen Verarbeitungdurch entsprechende semantische Erwartun-gen (insbesondere für den Fall syntaktischerAbweichungen), aber ggf. auch ein Über-schreiben semantischer Erwartungen, wie esfür das Verstehen neuartiger und unerwarte-ter konzeptueller Inhalte erforderlich ist. So-mit sind vielversprechende Voraussetzungenfür die Realisierung robuster Sprachverste-hensanwendungen gegeben (Menzel 1998).Bisher wurde das Verfahren erst für rein rela-tionale Dependenzstrukturen realisiert, er-laubt aber dennoch bereits interessante An-wendungen im Bereich des Fremdsprachen-unterrichts, für die das Auftreten hochgradigfehlerhafter Eingabedaten typisch ist (Men-zel/Schröder 1998). Da die sprachliche Kom-munikation hier jedoch in den Rahmen einermultimodalen Interaktionsumgebung einge-bettet werden kann, stehen vielfältige kon-textinduzierte Erwartungen für die Interpre-tation und Diagnose der Schülerlösung zurVerfügung.

5. Zusammenfassung

Wie bereits eingangs vermutet worden war,hat sich die große strukturelle Nähe zwischendependenzgrammatischen und konzeptuellenRepräsentationen in der Tat als eine tragfä-hige und ausgesprochen fruchtbare Grund-lage für die integrierte Modellierung syntakti-scher und semantischer Aspekte der Sprach-struktur erwiesen. Sie ermöglicht nicht nureine große Flexibilität bei der Zuordnungvon sprachlichen Phänomenen zu den unter-schiedlichen Repräsentationsebenen, sonderndarüber hinaus die Realisierung verhältnis-mäßig einfacher Abbildungsmechanismenzwischen den einzelnen Repräsentations-konstrukten. Dies unterstützt die Realisie-rung praktischer Anwendungslösungen im-mer dann besonders gut, wenn die gegebeneAufgabenstellung die Einbeziehung „tiefer“Repräsentationen zwangsläufig erfordert, wiedies etwa im Bereich der Maschinellen Über-setzung oder aber der Dokument- und Fak-tenrecherche der Fall ist. Gleichzeitig eröff-nen sich auf dieser Grundlage aber auch sehrinteressante Perspektiven zur Modellierungder wechselseitigen Beeinflussung zwischenden verschiedenen Komponenten des Sprach-verarbeitungssystems, deren optimales Zu-sammenspiel letztendlich erst die erstaunli-chen Verarbeitungsleistungen erklären kann,zu denen der Mensch auch unter sehr widri-gen Rahmenbedingungen in der Lage ist.

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Wolfgang Menzel, Hamburg (Deutschland)



Documents

Dependenz und Valenz Volume 103 (Ein internationales Handbuch der zeitgenössischen Forschung) || Semantische Netze und Dependenzgrammatik