Трансформационная грамматика: глубинная структура

Трансформационная грамматика описывает предложение в два хода: сначала оно собирается по правилам подстановки в абстрактную глубинную структуру, а потом преобразуется трансформациями в ту цепочку слов, которую читатель видит на странице. Ноам Хомский предложил эту модель в 1957 году, дважды капитально перестроил её к 1981-му, а в 1990-е отказался от трансформаций в прежнем виде. Разбирать теорию удобнее на конкретной фразе: соберите в форме ниже запрос под своё предложение и посмотрите, как из одного дерева получаются активная и пассивная версии.

Что такое трансформационная грамматика

Полное название модели - трансформационная порождающая грамматика. Порождающая означает, что грамматика понимается не как описание уже собранного корпуса текстов, а как конечное устройство: набор правил, который порождает все грамматичные предложения языка и ни одного неграмматичного. Предмет описания - не речь конкретного носителя, а его языковая компетенция, то есть неявное знание правил, которое в реальном употреблении искажается оговорками, обрывами и нехваткой памяти.

Устройство состоит из двух компонентов. Базовый компонент строит структуру из символов по правилам переписывания. Трансформационный компонент берёт готовую структуру и меняет её: переставляет части, вставляет служебные элементы, опускает повторы. Именно второй компонент дал теории имя, и именно он оказался самым спорным.

Хомский начал с доказательства от противного: показал, что цепи Маркова, предсказывающие следующее слово по предыдущим, не описывают язык в принципе. Конструкции с вложенными зависимостями («если ..., то ...», «не только ..., но и ...») допускают между связанными частями сколь угодно длинный кусок текста, а конечный автомат такие зависимости не удерживает. Формальная сторона этого аргумента развилась в отдельную область - иерархию классов языков, к которой примыкает и теорема Клини о регулярных языках.

Правила подстановки: как собирается глубинная структура

Базовый компонент - это правила вида «символ слева переписывается цепочкой символов справа»:

S &\to NP\ VP \\ VP &\to V\ NP \\ NP &\to (Det)\ N \end{aligned}$$ Здесь $S$ - предложение, $NP$ - именная группа, $VP$ - глагольная, $Det$ - определитель (в русском чаще пустой). Применяя правила по очереди, мы разворачиваем начальный символ в дерево составляющих, а на последнем шаге подставляем в концевые узлы слова из словаря: «Студент прочитал книгу».  Два свойства этой машинки принципиальны. Во-первых, правила рекурсивны: правило $NP \to NP\ PP$ позволяет вкладывать группу в группу без предела, поэтому конечный список правил порождает бесконечное множество предложений. Во-вторых, словарная статья несёт признаки подкатегоризации: глагол «прочитал» помечен как требующий прямого дополнения, и структура без него не соберётся. Эта часть модели ближе всего подходит к тому, что в отечественной традиции называют [валентностью глагола](/blog/valentnost-glagola/). ## Трансформации: одна структура, разные предложения Трансформация задаётся двумя строками: структурным описанием (какому шаблону должна отвечать цепочка, чтобы правило сработало) и структурным изменением (что именно с ней сделать). Классический пример - пассивная трансформация: $$NP_1 - V - NP_2 \;\Rightarrow\; NP_2 - \text{быть} + V_{\text{прич}} - NP_1$$ Из одной глубинной структуры «Студент прочитал книгу» она даёт «Книга прочитана студентом». Аналогично работают вопросительная трансформация (вынос вопросительного слова в начало), отрицательная (вставка отрицания в нужную позицию) и номинализация. В редакции 1957 года трансформации делились на обязательные, без которых цепочка вообще не превращается в предложение, и факультативные, дающие стилистические варианты.  Отсюда и ключевое различение. Глубинная структура - уровень, на котором заданы грамматические отношения: кто производитель действия, что объект. Поверхностная структура - линейная цепочка, готовая к произнесению. Активное и пассивное предложения различаются поверхностно и совпадают глубинно, а фраза «Чтение Маяковского утомило» устроена наоборот: одна поверхностная структура и две глубинные, потому что Маяковский может быть и читающим, и читаемым. ## «Бесцветные зелёные идеи»: грамматичность отдельно от смысла В «Синтаксических структурах» Хомский приводит фразу «Colorless green ideas sleep furiously» - «Бесцветные зелёные идеи яростно спят». Она бессмысленна, но безупречно грамматична: носитель без колебаний расставит в ней члены предложения. Обратная перестановка «Яростно спят идеи зелёные бесцветные» столь же бессмысленна, но при этом неграмматична.  Аргумент бил в две цели сразу. Во-первых, синтаксис автономен: грамматичность нельзя вывести из осмысленности, у неё свои правила. Во-вторых, обе фразы одинаково не встречаются в текстах, значит частотная модель их не различит - а носитель различает мгновенно. Так на два десятилетия был закрыт вопрос о статистических моделях языка. ## 1957 и 1965: две редакции теории «Синтаксические структуры» - тонкая книга, выросшая из конспекта лекций. Она сравнивает три модели грамматики и показывает, что трансформации нужны не для красоты: без них система английского вспомогательного глагола описывается длинным списком частных правил, а с ними - одним изящным. «Аспекты теории синтаксиса» 1965 года дают то, что называют стандартной теорией. Базовый компонент теперь состоит из правил подстановки и словаря; глубинная структура получает семантическую интерпретацию, трансформации переводят её в поверхностную, а та получает фонологическую. По гипотезе Каца и Постала трансформации не меняют значения - следствием стало исчезновение факультативных трансформаций: вопрос и отрицание задаются теперь особым признаком в самой глубинной структуре. Тогда же введено различение описательной адекватности (модель верно описывает язык) и объяснительной (модель объясняет, почему язык устроен именно так, а не иначе). ## От чего Хомский отказался позже Разрушение стандартной теории началось изнутри. В «Замечаниях о номинализации» (1970) Хомский признал, что отглагольные существительные не выводятся трансформацией, и передал их словарю - так появилась лексикалистская гипотеза и схема Х-штрих. Затем поверхностная структура обогатилась следом: на месте, откуда элемент передвинулся, остаётся пустая копия, и значение стало вычитываться уже с неё. В «Лекциях о связывании и управлении» (1981) все частные трансформации сведены к одной универсальной операции «передвинь α»: передвигать можно что угодно и куда угодно, а запреты вынесены в отдельные принципы. Наконец, минималистская программа 1990-х отменила уровни глубинной и поверхностной структуры вовсе, оставив от аппарата операцию слияния, которая просто соединяет два объекта в один. Передвижение стало её частным случаем. Важно, что трансформации не были опровергнуты экспериментом - от них отказались изнутри программы, ради простоты описания. Отдельный сюжет, связанный с этой линией, - тезис о врождённой языковой способности; он разобран в статье про [универсальную грамматику](/blog/universalnaya-grammatika/) и к устройству самих трансформаций прямого отношения не имеет. ## Критика: генеративная семантика и психологическая реальность Первый удар пришёл от психолингвистики. Деривационная теория сложности предсказывала: чем больше трансформаций в выводе предложения, тем дольше человек его обрабатывает. Ранние опыты 1960-х как будто подтверждали это на пассиве и отрицании, но к середине 1970-х Фодор, Бивер и Гарретт показали, что эффект держится на правдоподобии содержания и длине фразы. Как только их уравнивали, разница исчезала. Вывод: трансформации не являются операциями, которые мозг выполняет в реальном времени. Второй удар нанесли ученики. Если глубинная структура несёт значение, почему не сделать её прямо семантическим представлением? Лакофф, Макколи, Росс и Постал двинули глубинную структуру вглубь, разлагая слова на предикаты; спор 1965-1975 годов вошёл в историю как «лингвистические войны». Хомский ответил лексикалистским поворотом, генеративная семантика распалась, а Лакофф ушёл строить когнитивную лингвистику. Третий ответ был конструктивным: появились формализмы, обходящиеся вовсе без трансформаций, - лексико-функциональная грамматика Бреснан, обобщённая грамматика составляющих, а на европейском фланге - [грамматика зависимостей](/blog/grammatika-zavisimostey/), которая описывает предложение связями между словоформами, а не вложенными группами. ## След в компьютерной лингвистике Базовый компонент теории пережил всё остальное: правила подстановки - это контекстно-свободная грамматика, и на ней работают классические алгоритмы разбора вроде CYK и Эрли. В Пенсильванском корпусе синтаксически размеченных предложений до сих пор хранятся следы и пустые категории - прямое наследство трансформационного анализа, хотя статистические парсеры 1990-х их уже игнорировали. Затем разбор ушёл к деревьям зависимостей, а потом к нейросетевым моделям. Показательна судьба аргумента о зелёных идеях. В 2000 году Фернандо Перейра обучил вероятностную модель с обобщением слов по классам и получил, что грамматичный вариант фразы примерно в $2 \cdot 10^{5}$ раз вероятнее переставленного. Возражение 1957 года било, как выяснилось, не по статистике вообще, а по конкретному узкому классу моделей. ## Частые ошибки - **Приравнивать глубинную структуру к смыслу.** Это синтаксический уровень с абстрактными позициями, а не семантическая запись; в стандартной теории значение только интерпретируется по нему. - **Понимать трансформацию как школьное перефразирование.** Это формальное правило со структурным описанием и структурным изменением, а не свободная замена слов синонимами. - **Путать грамматичность с осмысленностью и приемлемостью.** «Зелёные идеи» грамматичны и бессмысленны; фраза с тройным вложением может быть грамматичной, но непонятной на слух. - **Смешивать трансформации Хомского с трансформерами в нейросетях.** Совпадение терминов случайно, архитектура 2017 года к порождающему синтаксису отношения не имеет. - **Ссылаться на «Синтаксические структуры» там, где речь о слиянии.** Между редакциями теории тридцать лет и несколько отказов от прежних решений, версию нужно называть явно. ## FAQ **Чем глубинная структура отличается от поверхностной?** Глубинная задаёт грамматические отношения до всяких перестановок: кто субъект, что объект, какие элементы обязательны. Поверхностная - это линейный порядок словоформ после применения трансформаций, то, что реально произносится. Одной глубинной структуре могут соответствовать несколько поверхностных (актив и пассив) и наоборот (омонимичные фразы). **Почему грамматику называют порождающей, если никто предложений не порождает?** Порождение здесь - математический термин, как порождение множества правилами. Грамматика задаёт бесконечное множество цепочек, а не описывает процесс говорения. Смешение этих смыслов и породило деривационную теорию сложности, которую эксперименты не подтвердили. **Актуальна ли трансформационная грамматика сегодня?** В исходном виде нет: сам Хомский отказался от уровней глубинной и поверхностной структуры в минимализме, а прикладной разбор ушёл к зависимостям и нейросетям. Но понятия составляющей, дерева, рекурсии и передвижения остались рабочим языком синтаксиса, и в учебных курсах теорию разбирают как обязательный этап. ## Коротко Трансформационная грамматика - модель, где предложение сначала собирается правилами подстановки в глубинную структуру, а затем преобразуется трансформациями в поверхностную. Ключевые точки: «Синтаксические структуры» 1957 года с аргументом о бесцветных зелёных идеях, стандартная теория 1965 года с гипотезой о неизменности значения, отказ от факультативных трансформаций, сведение их всех к операции «передвинь α» в 1981-м и отмена обоих уровней в минимализме. Критика шла с трёх сторон: психолингвистика не нашла трансформаций в реальной обработке речи, генеративная семантика оспорила границу синтаксиса и смысла, конкурирующие формализмы показали, что без трансформаций описание возможно.