Searching for signals : readers' sensitivity to signals for discourse relations

Abstract

For comprehension to be successful, readers and listeners need to understand the meaning of individual words and sentences, but also have to know how these words and sentences are related to each other. That is, comprehenders need to establish a coherent mental representation of the discourse (Sanders et al., 1992; Zwaan & Rapp, 2006; Van den Broek, 2010). Discourse relations, which refer to the relations between segments in a text (Hobbs, 1979; Sanders et al., 1992; Zufferey & Degand, 2024), are an important part of such a mental representation. Readers and listeners can infer these relations based on linguistic information (e.g. connectives) as well as extra-linguistic information (e.g. world knowledge). This dissertation set out to investigate to what extent readers use these different types of information. Specifically, we examined four factors that could influence how readers exploit linguistic signals for discourse relations: characteristics of the linguistic signal, of the discourse relation, of the reader and of the language. Connectives, such as because or but, are the most salient linguistic signals for discourse relations and have been shown to help readers to process the discourse relation (e.g. Cozijn et al., 2011; Kleijn et al., 2019; Köhne-Fuetterer et al., 2021). However, most relations are signaled by linguistic cues other than connectives (cf. Das & Taboada, 2018b) and much less is known about whether readers exploit these signals. We discuss five features in which connective and non-connective cues differ and argue that readers’ sensitivity to linguistic signals depends on the salience and informativeness of the cue. Furthermore, we extend previous research on the role of linguistic cues in discourse relation processing, by investigating a non-lexical signal of discourse relations, showing that such a cue can influence readers’ off-line expectations about upcoming discourse relations. Secondly, to what extent readers rely on linguistic information may depend on the discourse relation. Discourse relations have been shown differ with respect to their processing difficulty (e.g. Sanders & Noordman, 2000). In line with the causality-by-default hypothesis (Sanders, 2005), we find evidence that the presence of a connective facilitates reading more in non-causal than in causal relations. In addition, we show that the processing difficulty of a relation is dependent on how predictable the relation type and its content is. However, we do not find evidence that predictability of the relation influences whether readers rely on the presence of a connective. Thirdly, we provide evidence that readers draw on their domain knowledge when inferring discourse relations. The availability of domain knowledge was also found to influence whether readers can exploit non-connective signals for discourse relations, since these signals sometimes require domain knowledge. Finally, we explored whether the use of non-linguistic signals depends on language typology. We hypothesized that speakers of synthetic languages would rely more on the presence of linguistic signals for discourse relations than speakers of analytic languages, but find no evidence for this. In sum, readers draw on both linguistic and non-linguistic information to establish a coherent mental representation. In addition, the research in this dissertation shows that the extent to which readers exploit linguistic cues depends on characteristics of the signal, the discourse relation and the reader. By investigating the processes involved in establishing coherence, this research provides theoretical insights into language understanding and human cognition, but can also inform research on how to improve readers’ text comprehension as well as the readability of texts.

Sprache ist ein zentraler Aspekt des täglichen Lebens. Wir verwenden Sprache, um unseren Freunden Witze zu erzählen, den Ideen eines Freundes zuzuhören, einen Artikel über die letzten Wahlen zu lesen und eine E-Mail von einem Kollegen zu beantworten. Diese Vorgänge scheinen uns oft mühelos, aber Sprache zu produzieren und zu verstehen ist ein komplizierter Prozess, und eine Fähigkeit, die nur dem Menschen eigen ist. Um zum Beispiel einen geschriebenen Satz zu verstehen, muss man nicht nur eine Abfolge an Buchstaben in sinnvolle Wörter entschlüsseln, sondern auch verstehen, wie diese Wörter strukturiert sind, um einen sinnvollen Satz zu bilden. Bei längeren Textausschnitten, die auch als Diskurs bezeichnet werden, müssen die Leser außerdem verstehen, wie die verschiedenen Sätze miteinander in Relation stehen und wie die im Text beschriebenen Konzepte mit dem vorhandenen Weltwissen zusammenhängen. Erst dann ergibt der Diskurs einen Sinn. Theorien des Diskursverständnisses gehen davon aus, dass Leser und Hörer eine mentale Repräsentation des Textes aufbauen. Damit das Verstehen erfolgreich ist, muss diese mentale Repräsentation kohärent sein (Hobbs, 1979; Sanders et al., 1992; Kehler, 2006). Dies bedeutet dass die Teilaspekte der mentalen Repräsentation auf sinnvolle Weise miteinander verbunden sein sollten. Selbst wenn die Teilaspekte eines Textes scheinbar nicht miteinander verbunden sind, versuchen die Leser dennoch, Kohärenz herzustellen (Hobbs, 1979). Betrachten Sie den folgenden Diskurs: Anna fährt mit dem Fahrrad zur Arbeit. Sie liebt Pizza. Auf den ersten Blick ergibt das keinen Sinn, aber der Leser wird trotzdem versuchen, diesen Text zu verstehen. Er könnte annehmen, dass Annas Vorliebe für Pizza dazu geführt hat, dass sie in letzter Zeit sehr viel gegessen hat und nun versucht, diese Kalorien auszugleichen, indem sie mit dem Fahrrad zur Arbeit fährt. So hat er Kohärenz hergestellt, indem er hergeleitet hat, wie diese Sätze zusammenhängen: Annas Liebe zu Pizza ist der Grund, warum sie mit dem Fahrrad zur Arbeit fährt. Diese Relationen zwischen Sätzen in einem Diskurs bzw. ihre mentalen Repräsentationen werden als Diskursrelationen bezeichnet (Sanders et al., 1992; Zufferey & Degand, 2024) und die Teile der Diskursrelation werden Argumente genannt. Diskursrelationen sind der Schwerpunkt der Forschung in dieser Dissertation. Wie stellen die Leser Kohärenz her? Eine Möglichkeit, wie Leser dies tun, ist die Verwendung sprachlicher Signale. Die auffälligsten Signale für Diskursrelationen sind Konnektive wie weil, aber und deshalb. Sie wurden ausgiebig erforscht und frühere Arbeiten haben gezeigt, dass sie Lesern helfen, die Diskursrelation zu verarbeiten (z.B., Cozijn et al., 2011), bevorstehendes Material vorherzusagen (z.B., Köhne-Fuetterer et al., 2021) und einen Text besser zu verstehen (z.B., Kleijn et al., 2019). Es gibt jedoch auch andere Anhaltspunkte, die dem Leser helfen können, eine Relation zwischen den Sätzen zu erkennen. Zur Veranschaulichung: Im Diskurs Anna liebt Pizza. John hasst sie. sind die Verben Antonyme, die signalisieren, dass die beiden Sätze im Gegensatz zueinander stehen. Im Vergleich zu Konnektiven ist über die Rolle dieser nicht-konnektiven Signale bei der Verarbeitung und dem Verständnis von Diskurs weit weniger bekannt. Schließlich könnten die Leser auf ihr Hintergrundwissen zurückgreifen, um die Relation zu verstehen. Zum Beispiel in dem Diskurs Anna wurde sehr braun. Sie fuhr in den Urlaub nach Griechenland. kann die kausale Relation zwischen Bräunung und Urlaub in Griechenland aus dem Wissen abgeleitet werden, dass Griechenland im Allgemeinen sehr sonnig ist. Leser können also sprachliche und außersprachliche Informationsquellen nutzen, um daraus zu schließen, wie die Teile eines Diskurses zusammenhängen. Es ist jedoch noch unklar, ob Menschen dies immer tun. Verlassen sich zum Beispiel Sprecher verschiedener Sprachen in ähnlicher Weise auf Konnektive als Hinweise auf die Diskursrelation? Und nutzen Leser auch nicht-konnektive Signale, um Kohärenz herzustellen? In dieser Dissertation wurde daher untersucht, welche Faktoren die Sensibilität der Leser für sprachliche Signale von Diskursrelationen beeinflussen. Genauer gesagt wurden vier Faktoren untersucht, die Einfluss darauf haben könnten, wie Leser sprachliche Informationen über Diskursrelationen nutzen: Merkmale des Signals, der Diskursrelation, des Lesers und der Sprache. Zur Untersuchung dieser Faktoren präsentieren wir einen Überblick über frühere Arbeiten sowie vier empirische Studien. Kapitel 3 gibt einen Überblick über die bisherige Literatur zur Natur sprachlicher Signale und ihrer Rolle bei der mentalen Repräsentation und Verarbeitung, um zu untersuchen, wie die Eigenschaften des Signals die Sensibilität der Leser für das Signal beeinflussen. Wir definieren Diskursrelationssignal als jedwedes sprachliche Element, das Informationen über die Diskursrelation liefert. Wir zeigen, dass sich diese Signale in Bezug auf verschiedene Merkmale unterscheiden. So sind einige Diskurssignale, wie z.B. Konnektive, auf die Signalisierung von Diskursrelationen spezialisiert und tragen nicht zu den Wahrheitsbedingungen der Argumente bei. Andere Diskurssignale, wie Antonyme, liefern nicht nur Informationen über die Diskursrelation, sondern haben auch propositionale Bedeutung. Zweitens sind einige Signale informativer darüber, welche Diskursrelation signalisiert wird, als andere. Zum Beispiel wird weil nur in kausalen result-Relationen verwendet, während gleichzeitig sowohl in zeitlichen synchronous- als auch in negativen contrast-Relationen verwendet werden kann. Drittens unterscheiden sich Diskurssignale darin, ob ihre Form kontextabhängig ist. Konnektive werden grammatikalisiert und sind daher unveränderlich, wohingegen ganze Phrasen wie aus diesem Grund, wegen des Wetters oder Antonyme durchaus veränderlich sind. Viertens: Die bisherigen Beispiele für Diskurssignale sind alle lexikalisch. Dies muss jedoch nicht der Fall sein. Es ist bekannt, dass auch die syntaktische Struktur (Crible & Pickering, 2020) und die Prosodie (Hu et al., 2023) Unterschiede zwischen den Relationstypen signalisieren. Schließlich haben sprachliche Signale, die nicht auf die Signalisierung der Diskursrelation spezialisiert sind, eine andere primäre Bedeutung. Diese Bedeutung kann der der Diskursrelation ähnlich sein, wie z.B. die Negation im Fall von contrast-Relationen, sie kann aber auch unabhängig davon sein (wie im Fall bestimmter syntaktischer Strukturen). Auf der Grundlage von Erkenntnissen aus der bisherigen Literatur argumentieren wir, dass diese Eigenschaften beeinflussen, wie empfindlich Leser auf das sprachliche Signal reagieren. Je auffälliger und informativer das Diskurssignal ist, desto stärker ist seine Wirkung auf die Diskursverarbeitung und -repräsentation. Diese Hypothese wird durch die Ergebnisse von zwei empirischen Studien gestützt. In Kapitel 6 untersuchten wir die Sensibilität der Leser für einen nicht-spezialisierten, nicht-lexikalischen Hinweis auf Diskursrelationen: freie Gerundien. Freie Gerundien sind Nebensätze, die mit einem Partizip Präsens beginnen, wie in Painting his house, Mo wore an old sweater. (Mo trug beim Streichen seines Hauses einen alten Pullover.) Eine Korpusuntersuchung zeigt, dass freie Gerundien häufig in result-Relationen vorkommen. Darüber hinaus erwarteten die Leser mehr result-Relationen, wenn sie in einer Fortsetzungsaufgabe ein freies Gerundium vorfanden. Wir fanden jedoch keine Hinweise darauf, dass die Leser bei anderen Aufgaben auf diese Art von Signalen reagieren. Bei einer Aufgabe zur Auswahl von Paraphrasen hing die Präferenz der Leser für freie Gerundien nicht von der Art der Relation (d. h. result oder specification) ab. Darüber hinaus zeigte ein self-paced reading Experiment nicht, dass das Vorhandensein eines freien Gerundiums beim Lesen von result-Relationen förderlich ist. Diese Ergebnisse stehen im Gegensatz zu denen aus Kapitel 5, die zeigen, dass das Vorhandensein eines Konnektivs zu einer schnelleren Verarbeitung von result-Relationen führt. Im Gegensatz zu freien Gerundien sind Konnektive jedoch informativere und speziellere Signale, die zudem unveränderlich und lexikalisch sind. In Kapitel 4 haben wir untersucht, wie die Sensibilität der Leser für Konnektive von den Eigenschaften der Diskursrelation abhängt. Genauer gesagt haben wir zweiself-paced reading Experimente durchgeführt, in denen wir den erleichternden Effekt des Vorhandenseins eines Konnektivs in result-Relationen mit contrast-Relationen (Experiment 1) und mit concession-Relationen (Experiment 2) verglichen haben. Entgegen unseren Erwartungen, die wir aus früheren Arbeiten ableiten konnten, fanden wir in Experiment 1 keinen Effekt des Konnektivs für eine der beiden Relationen, was möglicherweise auf methodische Limitationen zurückzuführen ist. In Experiment 2 wurde die Relation jedoch schneller gelesen, wenn ein Konnektiv vorhanden war, im Vergleich dazu wenn es nicht vorhanden war. Dieser Effekt hing vom Relationstyp ab. Genauer gesagt erleichterte das Konnektiv das Lesen bei concession-Relationen, nicht aber bei result-Relationen. Dies deutet darauf hin, dass sich die Leser mehr auf ein Konnektiv verlassen, wenn die Relation ohne das Konnektiv schwieriger zu erschließen ist. Bei result-Relationen könnten die Leser zu dieser Interpretation gelangen, unabhängig davon, ob ein Konnektiv (vgl. causality-by-default hypothesis Sanders, 2005) vorhanden ist. In den Experimenten in Kapitel 4 wurde auch untersucht, ob die Wirkung eines Konnektivs unterschiedlich auf das Lesen im Deutschen im Vergleich zum Englischen ist (d. h. Eigenschaften der Sprache). Synthetische Sprachen, wie das Deutsche, haben mehr Flexionsmorphologie und ein höheres Morphem-Wort-Verhältnis als analytische Sprachen, wie das Englische. So kodiert das Deutsche, nicht aber das Englische, Unterschiede zwischen der ersten und zweiten Person bei Verben und dem Kasus bei Substantiven. In synthetischen Sprachen ist die Bedeutung häufiger im sprachlichen Signal kodiert, während Sprecher analytischer Sprachen die Bedeutung häufiger aus dem Kontext erschließen müssen. Wir stellten daher die Hypothese auf, dass Sprecher des Deutschen stärker auf das Vorhandensein eines Konnektivs reagieren würden als Sprecher des Englischen (Blumenthal-Dramé, 2021). Wir fanden jedoch in keinem der beiden Experimente Belege für diese Hypothese. In Kapitel 5 haben wir untersucht, ob die Sensibilität der Leser für das Vorhandensein eines Konnektivs von einer anderen Eigenschaft der Relation, der Vorhersagbarkeit der Relation, abhängt. Frühere Studien haben gezeigt, während des Verstehens von Sprache ständig Vorhersagen getroffen werden (z.B. Altmann & Kamide, 1999; Heilbron et al., 2022) und dass die Verarbeitungsschwierigkeit eines Wortes proportional zu seiner Unerwartetheit ist (vgl. Levy, 2008; Wilcox et al., 2023). Wir untersuchten, ob dies auch für die Verarbeitung von Diskursrelationen gilt. Genauer gesagt untersuchten wir zwei Arten von Unerwartetheit: die des Relationstyps (d. h., ob die Relation ein result war oder nicht) und die des Inhalts der Relation. Zur Veranschaulichung: Wenn man Angela hatte monatelang die Miete nicht bezahlt liest, könnten die Leser Erwartungen darüber haben, ob der Sprecher als nächstes darüber sprechen wird, warum Angela die Miete nicht bezahlt hat (d. h. eine reason-Relation) oder darüber, was die Konsequenzen dieses Zahlungsrückstands sind (d. h. eine result-Relation). Mit anderen Worten, sie sagen den Relationstyp voraus. Darüber hinaus könnten Leser vorhersagen, was solche Folgen sein könnten (z.B. der Besuch eines verärgerten Vermieters oder eine Zwangsräumung). Dabei handelt es sich um eine Vorhersage über den Inhalt der Relation. Wir stellten die Hypothese auf, dass die Schwierigkeit der Verarbeitung von Angela wurde zwangsgeräumt proportional zur Unerwartetheit des Relationstyps und des Inhalts angesichts des Kontexts sein würde. Darüber hinaus wollten wir untersuchen, ob dies den erleichternden Effekt des Konnektivs erklären würde: Das Konnektiv könnte die Unerwartetheit des bevorstehenden Relationstyps und -inhalts verringern und damit die Verarbeitungsschwierigkeiten reduzieren. In einem Experiment zur Satzvervollständigung konnten wir tatsächlich zeigen, dass result-Relationen eher erwartet werden, wenn ein Konnektiv vorhanden ist, und dass dies den Lesern hilft, genauere Vorhersagen über den Inhalt zu treffen. In einem anschließenden self-paced reading Experiment und Eye-Tracking fanden wir Hinweise darauf, dass vorhersehbare Inhalte schneller gelesen werden. Wenn die Relation result erwarteter war, wurde die Relation ebenfalls schneller gelesen, aber nur, wenn diese genauere Vorhersagen über den Inhalt ermöglichte. Überraschenderweise stellten wir fest, dass first-pass Lesezeiten bei vorhersehbareren result-Relationen länger waren, wenn man andere Arten von Unerwartetheit (z.B. über die Inhalt des Relations) berücksichtigt. Möglicherweise wollen die Leser ihre Vorhersage über die Art der Relation bestätigen, wenn sich ihre Vorhersage über den Inhalt nicht bestätigte. Darüber hinaus war der erleichternde Effekt des Konnektivs unabhängig von den Auswirkungen der Unerwartetheit. Zusammengefasst fanden wir keine Hinweise darauf, dass die Sensibilität der Leser für das Vorhandensein eines Konnektivs davon abhängt, wie vorhersehbar der Relationstyp oder der Inhalt ist. In Kapitel 7 wurde untersucht, ob und wie die Eigenschaften des Lesers an sich einen Einfluss darauf haben, ob er sprachliche Signale ausnutzt. Genauer gesagt fragten wir ob Fachwissen die Interpretation von Diskursrelationen und die Nutzung sprachlicher Signale durch den Leser beeinflusst. Wir baten Experten aus den Bereichen Biomedizin und Wirtschaft Konnektive in Texte aus ihrer eigenen Domäne (z.B. biomedizinische Experten, die biomedizinische Forschungsarbeiten lesen) und aus der anderen Domäne (z.B. biomedizinische Experten, die Wirtschaftszeitungen lesen) einzufügen. Diese Konnektive wurden in Relationsklassen eingeteilt, um ihre Genauigkeit bei der Ableitung der Zielrelation zu untersuchen. Biomedizinische Experten waren bei der Ableitung von Relationen in biomedizinischen Texten erfolgreicher als Wirtschaftsexperten, was zeigt, dass die Leser ihr Fachwissen nutzen, um Diskursrelationen abzuleiten. Bei der Interpretation von Relationen in den Wirtschaftszeitungen wurde kein solcher Unterschied festgestellt, wahrscheinlich weil diese sich an ein breiteres Publikum richten als biomedizinische Forschungsarbeiten. Wenn die Relation nicht auf der Grundlage des vorhandenen Wissens abgeleitet werden kann, nehmen die Leser unspezifizierte Interpretationen vor. Darüber hinaus zeigen wir, dass Leser sprachliche Signale für Diskursrelationen nutzen, aber dass solche Hinweise manchmal Fachwissen erfordern. Um zum Beispiel zu verstehen, dass zwei Begriffe Antonyme sind, müssen die Leser zunächst wissen, was diese Begriffe bedeuten. Doch selbst wenn diese Signale nur allgemeines Wissen erfordern, nutzten Leser mit geringen Kenntnissen sie nicht immer. Dies deutet darauf hin, dass nicht-konnektive Signale vom Leser nur genutzt werden um bereits bestehende Interpretationen von Diskursrelationen zu bestätigen. Die Untersuchungen in dieser Dissertation liefern wertvolle Einblicke in verschiedene Theorien der Sprachverarbeitung. Zunächst einmal zeigen die Ergebnisse in Bezug auf die Diskursverarbeitung, dass Leser sowohl sprachliche (Konnektive und nichtkonnektive Signale) als auch außersprachliche Informationsquellen (Hintergrundwissen) nutzen, um Kohärenz herzustellen. Wir zeigen auch, dass die Sensibilität der Leser für Signale von Diskursrelationen von den Eigenschaften des Signals, der Relation und auch des Lesers selbst abhängt. So ist die Wirkung eines sprachlichen Signals stärker, wenn es auffälliger und informativer ist, die Relation nicht kausal ist und der Leser sich auf vorhandenes Wissen verlassen kann, um die Bedeutung des Signals zu bestätigen. Zweitens leisten die hier vorgestellten Untersuchungen einen Beitrag zu informationstheoretischen Konzepten der Sprachverarbeitung, indem sie zeigen, dass die Unerwartetheit des Inhalts und der Diskursstruktur die Verarbeitungsschwierigkeiten beeinflussen, aber nicht die erleichternde Wirkung des Konnektivs erklären. Drittens leistet die vorliegende Dissertation einen Beitrag zur Forschung über statistisches Lernen, indem sie aufzeigt, dass Leser sich der Korrelationen zwischen syntaktischer Struktur und Bedeutung auf Diskursebene bewusst sind. Viertens zeigt die Arbeit im Hinblick auf die Forschung zu individuellen Unterschieden, dass die Interpretation von Diskursrelationen und die Verwendung von sprachlichen Signalen vom Hintergrundwissen der Leser abhängt. Fünftens erweitern wir die sprachübergreifende Forschung zur Sprachverarbeitung und stellen fest, dass es sprachübergreifende Ähnlichkeiten bei der Verwendung von Konnektiven zur Verarbeitung von Diskursrelationen gibt. Schliesslich unterstreicht diese Dissertation auch die Bedeutung konvergenter Evidenz, indem sie zeigt, dass die Kombination von verschiedenen wissenschaftlichen Methoden die Theoriebildung erleichtern kann.