Tvärvetenskapliga forskare vid University of Manchester har hjälpt till att utveckla ett kraftfullt fysikbaserat verktyg för att kartlägga takten i språkutveckling och mänsklig innovation under tusentals år – även sträcker sig in i förhistorien innan register hölls.

Tobias Galla, professor i teoretisk fysik, och Dr Ricardo Bermúdez-Otero, en specialist i historisk lingvistik, från University of Manchester, har samlats som en del av ett internationellt team för att dela sin mångsidiga expertis för att utveckla den nya modellen, avslöjades i en artikel med titeln "Geospatiala fördelningar reflekterar temperaturer för språkliga egenskaper" författad av Henri Kauhanen, Deepthi Gopal, Tobias Galla och Ricardo Bermúdez-Otero, och publicerad av tidskriften Vetenskapens framsteg .

Professor Galla har tillämpat statistisk fysik - som vanligtvis används för att kartlägga atomer eller nanopartiklar - för att hjälpa till att bygga en matematiskt baserad modell som svarar på språkets evolutionära dynamik. Väsentligen, krafterna som driver språkförändringar kan verka över tusentals år och lämna en mätbar "geospatial signatur", bestämma hur språk av olika slag är fördelade över jordens yta.

Dr. Bermúdez-Otero förklarade:"I vår modell har varje språk en samling egenskaper eller egenskaper och några av dessa egenskaper är vad vi beskriver som "varma" eller "kalla".

"Så, om ett språk sätter objektet före verbet, då är det relativt troligt att det fastnar med den ordningen under en lång tidsperiod – så det är en "kall" funktion. I kontrast, markörer som den engelska artikeln 'the' kommer och går mycket snabbare:de kan vara här under en historisk period, och vara borta i nästa. I det avseendet, bestämda artiklar är "heta" funktioner.

"Det slående är att språk med "kalla" egenskaper tenderar att bilda stora klumpar, medan språk med "heta" egenskaper tenderar att vara mer spridda geografiskt."

Denna metod fungerar därför som en termometer, gör det möjligt för forskare att i efterhand säga om en språklig egenskap är mer benägen att förändras under historisk tid än en annan. Denna modellering skulle också kunna ge ett liknande riktmärke för förändringstakten i andra sociala beteenden eller praxis över tid och rum.

"Till exempel, anta att du har en karta som visar den rumsliga fördelningen av någon variabel kulturell praxis som du inte har några historiska uppgifter om – det här kan vara vad som helst, som olika regler om äktenskap eller om arv av ägodelar, " tillade Dr Bermúdez-Otero.

"Vår metod kan i princip, användas för att fastställa om en praktik förändras under historisk tid snabbare än en annan, dvs om människor är mer innovativa inom ett område än inom ett annat, bara genom att titta på hur dagens variation är fördelad i rymden."

Källdata för den språkliga modelleringen kommer från dagens språk och teamet förlitade sig på The World Atlas of Language Structures (WALS). Detta registrerar information om 2, 676 samtida språk.

Professor Galla förklarade:"Vi var intresserade av framväxande fenomen, till exempel hur storskaliga effekter, till exempel uppstår mönster i spridningen av språkdrag från relativt enkla interaktioner. Detta är ett vanligt tema inom forskning om komplexa system.

"Jag kunde hjälpa till med min expertis i de matematiska verktyg vi använde för att analysera språkmodellen och i simuleringstekniker. Jag bidrog också till att sätta upp modellen i första hand, och genom att ställa frågor som en lingvist kanske inte skulle ställa på samma sätt."