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afang

Vom Modellieren

Ich bin seit 2023 Leiter des Lehrstuhls für Multilinguale Computerlinguistik an der Universität Passau. Unabhängige Forschung — im Sinne von Forschung, die ich eigenständig betreibe, weil ich die Forschungsgelder selbst in kompetitiven Verfahren eingeworben habe — betreibe ich seit inzwischen zehn Jahren. Seit mehr als 20 Jahren fasziniert mich die Wissenschaft, insbesondere die Sprachwissenschaft, aber seit langer Zeit auch alles, was man mit Computern machen kann. Was mich allerdings noch viel länger als die Wissenschaft in meinem Leben begleitet, ist die Jonglierkunst. Mit Bällen, Keulen, Ringen und anderen Gegenständen hantiere ich begeistert seit inzwischen 30 Jahren.

Von ersten zaghaften Versuchen mit 3 Bällen gelang es mir über 4 Bälle, 5 Bälle und 6 Bälle bis zum Üben von 7 Bällen heranzukommen. Mehr habe ich in den 30 Jahren dann aber auch nicht gelernt. Das zeigt zum einen, dass die Lernkurve in Bezug auf die Zunahme neuer Bälle beim Jonglieren unglaublich steil ist. Zum anderen zeigt es aber auch schön, dass es beim Jonglieren eben nicht immer nur auf dieses kapitalistische Element des “Größer”, “Weiter” und “Schneller” ankommt. Manche Dinge kann man auch 30 Jahre lang betreiben, ohne sich ungesunden Ambitionen nach Zuwachs jeder Art hinzugeben. Das Jonglieren gehört definitiv dazu.

Was am Jonglieren aber auch besonders ist, ist die allgemeine Geisteshaltung, die damit verbunden ist. Menschen, die jonglieren, teilen oft eine ganze Reihe von Eigenschaften. Sie lösen gern Geschicklichkeitsprobleme, sie treten gern vor anderen Menschen auf, sie widmen sich einem steten Kampf gegen die Schwerkraft. Es ist daher vielleicht nicht ganz verwunderlich, dass viele Menschen, die jonglieren, auch Physik, Mathematik, oder Informatik studieren oder studiert haben. Ich selbst bin da eher eine Ausnahme mit meinem Studium der Vergleichenden Sprachwissenschaften, auch wenn das Fach natürlich auch einige nerdhafte Züge aufweist.

Die große Dichte an Mathematik- und Informatikbegeisterten erklärt vielleicht auch, warum Jongleure schon vor mehr als zwei Jahrzehnten anfingen, sich Gedanken darum zu machen, wie man Jonglierkunststücke denn eigentlich modellieren könnte. Die Idee war, ein formales Modell zu entwerfen, das in der Lage sein sollte, eine Reihe von Tricks zu generieren. Durch die Implementierung eines solchen Modells wäre man dann in der Lage, kleine Programme zu schreiben, die Tricks simulieren und somit sichtbar machen könnten, an die vielleicht vorher keiner gedacht hatte.

Diese Idee fand ihre Realisierung in der Siteswap-Notation. Darunter versteht man unter Jongleuren eine spezifische Notation, die es erlaubt, bestimmte Jongliermuster (nicht alle), systematisch als eine Folge von Zahlen zu beschreiben, wobei eine Zahl jeweils für einen Wurf steht. Den Zahlen selbst liegt dabei eine Systematik zugrunde. Ungerade Zahlen stehen für Würfe von einer Hand zur anderen. Gerade stehen für Würfe, die nach oben gehen, ohne die Hand zu kreuzen (sogenannte Säulen). Eine 3 beschreibt dabei einen Wurf von einer Hand zur anderen mit der Höhe, die man benötigt, um drei Bälle zu jonglieren. Die Zahlenfolge 3 3 3 kodiert das klassische Dreiballmuster im Rahmen der Kaskade. Die Zahlenfolge 5 5 5 5 5 beschreibt das Muster für fünf Bälle, 4 4 4 4 steht für die klassische Vierballjonglage (wobei in jeder Hand zwei Bälle getrennt voneinander jongliert werden).

Meine erste Reaktion, als man mir von der Siteswap-Notation erzählte, war sehr ablehnend. Ich war der Meinung, dass es sich beim Jonglieren um eine gewisse Form von Kunst handelt und dachte, dass Zahlen und Notationssysteme daher dort nichts zu suchen haben. Tricks sollten auf Basis menschlicher Kreativität entwickelt werden. Die Idee, Jongliermuster mit Hilfe von Formel zu generieren, stieß mich ab. Sie war mir viel zu nerdig und ihr mangelte es auch das, was das Jonglieren für mich bedeutete: einen Raum, in dem ich meine eigenen Ideen ausleben konnte, die mir so kreativ zu sein schienen, dass sie nie in Zahlenfolgen passen würden.

Diese Einstellung hat sich — auch wenn ich selbst das System nur unzureichend verstehe — inzwischen jedoch stark geändert. Der Grund ist, dass die Siteswapmacher nicht nur geliefert haben, was sie versprachen, sondern eigentlich auch weit darüber hinausgegangen sind. Siteswaps, also Muster, die mit Hilfe der Notation generiert wurden oder sich in der Notation darstellen lassen, gehören inzwischen zum guten Ton, nicht nur in der Jonglierszene, sondern auch im Mainstream, in dem Jongleure im Varieté oder im Zirkus auftreten.

Das Versprechen, ein implementierbares Modell zu liefern im Sinne von Bröker und Ramscar (2021) haben die Siteswapmacher gehalten. Aus der informellen Notation, wie sie in einem Prosatext beschrieben wurde (Phillips 2001) haben Informatikbegeisterte Jongliernerds rasch ganze Computerprogramme implementiert, die es ermöglichen, eine Webseite zu öffnen und beliebige Tricks animiert jonglieren zu lassen. Das kann jede interessierte Person selbst ausprobieren, indem sie Muster wie 531 oder 441 auf den entsprechenden Webseiten eingibt, um dann die Ergebnisse direkt anschauen zu können.

Dadurch, dass Menschen heutzutage fünf Bälle und mehr um ein vielfaches besser jonglieren können also noch vor 20 Jahren, hat die Anzahl von ungewöhnlichen Mustern, die auch ästhetisch fein anzusehen sind, rapide zugenommen. Ob Straßenkünstler, Varietéjongleur, oder Zirkusartist. Wer ordentlich jonglieren kann, wird zwangsläufig den einen oder anderen Siteswap auf der Bühne zeigen. Als Beispiel für ein besonders schönes Muster, empfehle ich das Muster 97531 in der Simulation anzuschauen. Das ist ein Trick, der mit fünf Bällen jongliert wird, die man gestaffelt in die Höhe wirft. Der erste Ball auf die Höhe von neun Bällen, der zweite auf die Höhe von sieben Bällen, dann fünf, dann drei, und bei der eins muss man einfach von einer Hand in die andere übergeben. Ich denke, ich lehne mich nicht zu weit aus dem Fenster, wenn ich sage, dass vor der Einführung der Notation kaum einer daran gedacht hatte, solche Muster zu werfen.

Was die Popularität der Siteswaps betrifft, sind diese jedoch streng auf die Jonglierszene begrenzt. Normale Menschen, die Jongliermuster sehen, können oft den Unterschied zwischen einem einfachen 55555 mit fünf Bällen (normales Jongliermuster) und dem komplexeren 645 (einem Trick mit fünf Bällen, bei dem zwei Bälle jeweils senkrecht geworfen werden, und einer kreuzt) unterscheiden. Zumindest ernte ich auch nach 20 Jahren, in denen ich relativ regelmäßig Straßenauftritte durchgeführt habe, nach wie vor keine große Begeisterung, wenn ich einen 645 jongliere. Die richtige Stimmung kommt ohnehin erst dann auf, wenn man drei Fackeln anzündet. Ob man vorher fünf Bälle, sieben Bälle, oder komplexe Siteswaps geworfen hat, ist den meisten Menschen egal.

Ich finde, dass die Siteswaps auf eindrucksvolle Weise zeigen, warum wir in der Wissenschaft modellieren wollen und sollten. Wir können mit Hilfe formaler Modelle eben systematisch bestimmte Bereiche des Lebens und der Welt systematisch ausleuchten und durch die engen Vorgaben der Modelle dadurch Dinge entdecken, die uns beim modellunabhängigen Betrachten der Realität vielleicht nicht aufgefallen wären. Daher ist mir die Modellierung auch in meiner eigenen Forschung so wichtig geworden. Wie bei den Siteswaps erhoffe ich mir davon keineswegs, eine realistische Beschreibung von so komplexen Phänomenen wie dem Sprachwandel zu erlangen. Es geht vielmehr darum, durch die Modelle neue Aspekte an dem Untersuchungsbereich zu entdecken, die man ohne die Modelle nicht gesehen hätte.

Wissenschaft wie Kunst brauchen aber neben den Modellen auch zuweilen die kleinen Funken der Erleuchtung. Sei es, um das richtige Modell zu finden, oder um bestimmte Aspekte zu entdecken, die zuvor verborgen geblieben sind und daher nicht modelliert werden konnten. In Wissenschaft wie Kunst kommt es daher wohl am Ende auf das richtige Zusammenspiel zwischen dem Bilden von Modellen und dem Empfangen oder Erzeugen von Geistesblitzen an.

Ich habe mir den Hang zur Modellierung vor allem für die Wissenschaft aufgehoben. Beim Jonglieren bewundere ich die Siteswapnotation und Menschen, die damit nahezu spontan neue Muster jonglieren können, ohne selbst dazu in der Lage zu sein. In der Wissenschaft setze ich Modelle dafür an die erste Stelle.

Ein Trick, den ich mit großem Enthusiasmus seit einem Jahr übe, und der garantiert nicht mit Hilfe eines Zahlenmodells erzeugt wurde, beginnt damit, dass man fünf Bälle normal jongliert, bis dass ein Ball ein wenig höher in die Luft geworfen wird, während man die übrigen vier Bälle zu jeweils zwei Bällen in der linken und rechten Hand auffängt. Danach werden zwei Bälle aus der rechten Hand rasch in die linke Hand übergeben, wobei der zuerst hoch abgeworfene Ball noch immer in der Luft ist und sich langsam im Sinkflug befindet. Nach oder während der Übergabe dreht man sich dann rasch in einer halben Drehung um die eigene Achse und beugt sich nach vorn, um den fünften Ball mit der leeren rechten Hand zu fangen, die zwischen die Beine nach hinten greift. Er gelingt mir immer besser und es macht einfach nur Freude, diesen Trick zu werfen, weil er so viele unterschiedliche Elemente miteinander vereint. Jongleure nutzen keine Zahl, um ihn zu bezeichnen. Unter ihnen firmiert er einfach nur als Arschfang.

Literatur

Bröker, Franziska and Ramscar, Michael (2021): Representing absence of evidence: Why algorithms and representations matter in models of language and cognition. Language, Cognition and Neuroscience 37.1. 1-24.

Phillips, Greg (2001): Understanding Siteswap juggling patterns. A guide for the perplexed. https://www.jugglingedge.com/pdf/siteswap-notes-a4.pdf

Was sich reimt, das frisst sich: Über die wissenschaftliche Untersuchung von reimender Dichtung

Reimende Dichtung hat eine große Bedeutung für viele Gesellschaften. Wir begegnen ihr in der Musik, sei sie nun e(rnst) oder u(nterhaltsam), in der Posie, in der klassischen Literatur, in der Werbung und der Rhetorik. Wir begegnen ihr, sobald wir sprechen können in Form von Kinderliedern und -gedichten, und sie begleitet die meisten von uns eigentlich unser ganzes Leben lang. Reimende Dichtung ist nicht die einzige Form von Dichtung. Nicht in jeder Sprache muss Poesie gereimt werden, aber in vielen Kulturen steht der Reim tatsächlich an erster Stelle von dem, was als Poesie oder Dichtung wahrgenommen wird, und diese Kulturen sind keineswegs auf Europa und europäisch geprägte Länder beschränkt.

Obwohl sie für unser persönliches Leben so eine große Rolle spielen, werden Reime wissenschaftlich bisher kaum beachtet. Reimschemata und Metrik werden zwar in den Literaturwissenschaften, beginnend mit dem Erstsprachunterricht in der Schule, umfassend behandelt, und bis zum Exzess durchexerziert, aber es wird selten gefragt, welche Rolle Dichtung aus einer größeren wissenschaftlichen Perspektive eigentlich spielen könnte.

Dichtung realisiert sich in Sprache, und Sprache selbst öffnet uns Wege, unsere Vergangenheit, unsere Kultur, und sogar unsere Kognition zu erforschen. Die Erforschung von Dichtung kann nicht nur dasselbe leisten, sie kann uns darüber hinaus wichtige Erkenntnisse über unsere Sprachen selbst vermitteln.

Ein Beispiel für die Indizien, die Reime liefern können, ist das Altchinesische, über dessen Aussprache wir leider nur wenig wissen, weil die chinesischen Schriftzeichen selbst ja kaum Hinweise darauf liefern. Dank der Reime in sehr alten, weit vor unserer Zeit entstandenen Gedichtsammlungen können wir aber systematisch ermitteln, welche Wörter ursprünglich wohl einen gleichen Auslaut hatten. Durch diese Vergleiche kann man die Aussprache dann entsprechend rekonstruieren.

Ich habe mich mit diesem faszinierenden Thema schon im Rahmen meiner Magisterarbeit beschäftigt (List 2008). Später, als ich während meiner Doktorarbeit gelernt hatte, wie man programmiert, und darüber hinaus mit Biologen in Paris zusammenarbeitete, die sich auf Netzwerkanalysen spezialisiert haben, konnten wir dann auch erste Methoden entwickeln, um altchinesische Reimnetzwerke quantitativ zu erforschen (List 2016, List et al. 2017).

Die Idee von Reimnetzwerken ist dabei ganz einfach: Jedes Wort wird als eigenständiger Knoten im Netzwerk modelliert, und immer wenn sich zwei Wörter miteinander in einem Gedicht reimen, fügt man eine Kante (einen Link) zum Netzwerk hinzu, die die beiden Reimwörter verbindet. Die Kanten kann man gewichten, also zählen, wie oft so ein Reim sich in verschiedenen Gedichten nachweisen lässt. Was am Ende herauskommt ist ein unheimlich großer Graph, der fast vollständig verbunden ist. Das heißt, dass fast alle Knoten, also alle Reimwörter, irgendwie mit anderen Reimwörtern in Verbindung stehen. Ein Beispiel aus dieser Arbeit zum Altchinesischen zeigt die folgende Graphik.

Abbildung 1: Verschiedene Ansichten auf altchinesische Reimnetzwerke (aus List 2016).

Beachtlich an dieser Struktur ist, dass sie fast an soziale Netzwerke erinnert. Dort nämlich ist es ähnlich, dass nicht jeder jeden kennt, aber wohl jeder jeden über ein paar Ecken kennt. Und beim Reimen scheint das, zumindest im Chinesischen, genauso zu funktionieren. Everything is connected.

Ich habe mich seitdem ich mit diesen Studien zum Chinesischen begonnen habe, immer wieder gefragt, diese Struktur, die man auch Kleine Welt nennt, auch bei Netzwerken für andere Sprachen angefunden werden kann. Eine im Erscheinen begriffene Studie scheint zumindest zu zeigen, dass wir eine ähnliche Struktur auch im modernen Chinesischen finden können (List im Erscheinen). Aber wie sehen die Reimnetzwerke im Deutschen, im Englischen, oder im Russischen aus? Und würden sie sich über unterschiedliche Genres hinweg ähneln oder eher unterscheiden?

Das Problem ist, dass wir schlicht die Daten nicht haben, um diese Studie durchzuführen. Daten fürs Altchinesische wurden schon seit langer Zeit annotiert. Ich konnte sie damals relativ leicht digitalisieren, um sie dann quantitativ zu bearbeiten. Aber es gibt keine weiteren Daten, die mir bekannt wären, wo eine stringente Annotation von Reimwörtern in Gedichten vorgenommen wurde.

Als ich vor zwei Wochen dann mal wieder an einem Sonntagmorgen ein bisschen mehr Zeit hatte, gelang es mir endlich, das zu tun, was fast das einzige ist, was man in einer solchen Situation machen kann, wenn einem die Daten fehlen und man keine Zeit hat, diese zu annotieren: Ich fand genug Zeit eine erste Beta-Version eines interaktiven Tools zur Annotation von Reimen zu erstellen, die prinzipiell für alle Sprachen funktioniert, die sich von rechts nach links schreiben lassen. Dieses Tool, das ich RhyAnT (kurz für Rhyme Annotation Tool) nenne, basiert auf der Webentwicklungssprache JavaScript, die auf nahezu jedem Webbrowser läuft, weshalb man es auf nahezu jedem Betriebssystem verwenden kann.

RhyAnt beruht auf einem Annotationsformat, das wir in Teilen bereits im letzten Jahr entwickelt hatten (List et al. 2019). Die grundlegende Idee ist es, die Annotation, auch wenn man sie ohne ein Tool durchführt, so einfach wie möglich zu machen. Idealerweise soll ein Gedicht dabei so aussehen, wie man es eventuell auch aufschreiben würde, wenn man nur einen ganz rudimentären Texteditor verwendet.

Das heißt konkret, dass wir sehr wenige grundlegende Formatierungsregeln haben, wie wir an folgendem Beispiel sehen können:

@title: Zwielicht 
@author: Eichendorff, Joseph von
@year: 1815
@collection: Ahnung und Gegenwart
@publisher: Johann Leonhard Schrag
@address: Nürnberg

Dämmrung will die Flügel [a]spreiten
Schaurig rühren sich die [b]Bäume
Wolken ziehn wie schwere [b]Träume—
Was will dieses Graun be[a]deuten?

Hast ein Reh du lieb vor [c]andern,
Laß es nicht alleine [d]grasen,
Jäger ziehn im Wald und [d]blasen,
Stimmen hin und wider [c]wandern.

Die ersten Zeilen dienen dabei, die Metadaten anzuzeigen, die aber auch einfach weggelassen werden können. Wenn eine neue Strophe folgt, fügt man eine leere Zeile ein. Refrains (hier nicht dargestellt) können durch eine Einrückung einer Strophe um zwei Leerstellen am Anfang angezeigt werden. Die Reime selbst werden mit Hilfe eckiger Klammern markiert ([ und ]), wobei man in die Klammer den Namen für den Reim setzt, was in diesem Fall einfache Buchstabenkürzel sind, aber im Prinzip auch ganze Wörter oder Zahlen oder andere Kombinationen sein könnten, solange sie keine Leerstelle enthalten. Den Reimmarker, und das habe ich erst vor kurzem konsequent entwickelt, setzt man immer vor die Silben, die sich Reimen. Dadurch wird ganz klar annotiert, dass sich im Wort bedeuten nur der Teil deuten mit dem Wort spreiten in der ersten Zeile reimt. Reime werden global annotiert, das heißt, wir müssen neue Reimmarker benutzen, wenn sich ein Reim nicht über mehrere Strophen hinwegzieht.

Wenn man nun die RhyAnT-Webseite öffnet, dann zeigt sich ein leeres Textfeld, in das man diesen Text entweder direkt eintippen, oder oder hineinkopieren kann. Um die Applikation zu aktivieren, drückt man die Escape-Taste. Wodurch sich dann ein neues Fenster öffnet, in dem man das Gedicht nun interaktiv annotieren kann. Der folgende Screenshot verdeutlicht dies.

Abbildung 2: Editionsansicht für Eichendorffs Gedicht in RhyAnT.

Das Annotieren selbst, welches sehr fehlerbehaftet und kompliziert wäre, wenn man die Reime in eckigen Klammern von Hand eingeben müsste, geht beeindruckend schnell, wenn man es im interaktiven Bearbeitungsmodus macht. Denn dort muss man lediglich aus einem Menü einen neuen Reimmarker auswählen und danach auf das Wort klicken, dem man diesen zuweisen will. Wenn man dies tut, wird der Originaltext zur Rechten automatisch angepasst und dabei auch normalisiert. Für das Setzen von Reimen innerhalb eines Wortes gibt es Spezialkniffe, die auf der Webseite erklärt werden. Um den Text dann zu speichern, kann man ihn entweder herunterladen, oder einfach wieder aus dem Textfeld direkt herauskopieren.

Ich habe es mir in den letzten Tagen zum Hobby gemacht, jeden Tag mit der Annotation eines Gedichts zu beginnen, umd langsam eine kleinere Datenbank anzusammeln, damit ich irgendwann auch Reimnetzwerke von Poesietraditionen in anderen Sprachen abgesehen vom Chinesischen machen kann. Das wird sicher noch ein Weilchen dauern, auch weil ich mir inzwischen Rap und HipHop vornehme, da dort die Reime sehr interessant sind, und mir die Komplexität der Muster hilft, zu überlegen, wie ich das Tool und auch das Format noch weiterentwickeln kann und muss.

Wichtig sind mir an dieser Annotation drei Aspekte. Erstens zeigt sie, wie man mit relativ einfachen Mitteln ein mächtiges Annotationsformat schaffen kann, das sehr viel aussagekräftiger ist, als Formate, die mit Hilfe von XML und anderer komplexer Strukturen erschaffen wurden (vgl. bspw. Haider und Kuhn 2018). Zweitens ist es allein für mich als jemand, der das Tool selbst benutzt, beeindruckend, wie stark es meine Arbeit erleichtert, und gleichzeitig auch kontrolliert, dass ich das richtige eingebe. Das ist ein großer Vorteil von solchen Tools, dass sie die Eingabe von Daten inzwischen direkt überprüfen können.

Drittens schließlich, denke ich, dass auch die Visualisierung von Strukturen in Gedichten einen ganz eigenen Reiz hat, dem leider bisher viel zu wenig Beachtung geschenkt wurde. Oftmals wird einem die Komplexität, oder die Eleganz von Dichtung erst dann richtig klar, wenn man es in einem anderen Medium betrachtet. Ich denke, dass diese Art von Visualisierung sicher auch didaktisches Potential bietet.

Um zu zeigen, was ich mit dem letzten Punkt meine, zeige ich zum Abschluss noch einen kurzen Ausschnitt aus einem Werk, das ich vor Kurzem annotiert habe. Es geht hier keineswegs um die Bewertung von Inhalten, denn manch einer (der den Ausschnitt zuordnen kann) wird diese als Banal oder vielleicht sogar problematisch ansehen. Es geht um die Faszination von Struktur, in diesem Fall in einem bekannten Beispiel aus der deutschen Hip-Hop-Kultur, die sich beim Hip-Hop, soweit ich das bisher beobachten konnte, immer sehr spontan aus einem scheinbaren Chaos heraus aufbaut.

Abbildung 3: Die Komplexität von Rap und Hip-Hop, dargestellt am Beispiel einer Strophe des Songs “Cruisen” der Band Massive Töne von 2002.

Weder bei meinen Studien zur klassischen Poesie, noch bei meinen Annotationen von Hip-Hop habe ich ein Niveau der Erkenntnis erreicht, das es mir erlauben würde, irgendwelche tiefgreifenden wissenschaftlichen Schlüsse zu ziehen. Was ich mir aber erhoffe von dieser Arbeit der konsequenten Annotation von Poesie, ist, dass es eines Tages gelingen wird, das faszinierende Zusammenspiel von Sprache, Form, Tradition und Innovation genauer zu charakterisieren, welches alle Formen der geformten Sprachkunst auszeichnet.

Literatur

  • Haider, Thomas and Kuhn, Jonas (2018): Supervised rhyme detection with Siamese recurrent networks. In: Proceedings of Workshop on Computational Linguistics for Cultural Heritage, Social Sciences, Humanities and Literature. 81-86.
  • List, Johann-Mattis (2008): Rekonstruktion der Aussprache des Mittel- und Altchinesischen. Vergleich der Rekonstruktionsmethoden der indogermanischen und der chinesischen Sprachwissenschaft [Reconstruction of the pronunciation of Middle and Old Chinese. Comparison of reconstruction methods in Indo-European and Chinese linguistics]. Magister thesis. Freie Universität Berlin: Berlin:.
  • List, Johann-Mattis and Pathmanathan, Jananan Sylvestre and Hill, Nathan W. and Bapteste, Eric and Lopez, Philippe (2017): Vowel purity and rhyme evidence in Old Chinese reconstruction. Lingua Sinica 3.1. 1-17.
  • List, Johann-Mattis (2016): Using network models to analyze Old Chinese rhyme data. Bulletin of Chinese Linguistics 9.2. 218-241.
  • List, Johann-Mattis and Nathan W. Hill and Christopher J. Foster (2019): Towards a standardized annotation of rhyme judgments in Chinese historical phonology (and beyond). Journal of Language Relationship 17.1. 26-43.