Применение частотного анализа в соционике

Применение частотного анализа в соционике. Новая методика определения авторства текста

Постановка задачи

Пусть дан текст на русском языке. Попробуем решить следующие задачи:

1. Определение автора из множества известных, книги которых у нас уже проанализированы.

2. Определение основных факторов оказывающих наибольшее влияние на распределение частот слов в тексте.

3. Определение соционического типа автора текста с помощью частотного анализа.

Новая методика определения авторства по тексту на естественном языке

Первая попытка создания методики для определения автора текста была сделана еще в самом начале 20 века Морозовым. Позднее она была подвергнута критике специалистом по теории вероятностей и математической статистике Марковым.

Уже в наше время была предложена интересная методика определения авторства текста с использованием буквенной и грамматической информации, которая использует формальную математическую модель последовательности букв (и любых других элементов) текста как реализации цепи Маркова.

Известный пример с определением авторства романа «Тихий Дон», об ответе на которой спорят несколько десятилетий, показывает, что данная проблема до сих пор актуальна. В настоящий момент, в связи с бурным развитием вычислительной техники встает вопрос о попытках автоматизировать этот процесс. В частности, математиком Хетсо была предложена методика на основе следующих параметров:

  • Средняя длина слова в буквах, вычисляемая на основании выборок размером 500 текстовых слов.
  • Общее распределение длины слова.
  • Средняя длина предложения в словах, вычисляемая на основании выборок размером в 30 предложений.
  • Общее распределение длины предложения.
  • Лексический спектр текста на уровня словаря.
  • Лексический спектр текста на уровне текста.
  • Индекс разнообразия лексики.

C помощью нее он провел компьютерный анализ текстов Шолохова, подтвердивший его авторство.

Известно, что клуб любителей творчества Пушкина собирал информацию о частотном распределении слов великого поэта. На это занятие им понадобилось несколько лет кропотливого труда. К счастью, с приходом новейших технологий, туже самую операцию компьютер способен сделать за несколько минут с гораздо большей точностью.

Методика, которая описывается в этой статье, была случайно получена мной в качестве побочного эффекта при исследовании возможности определения соционического типа автора текста на естественном языке. До этого я не читал материалов по данной теме.

Cлова русского языка имеют огромную разницу в распределении частот. Например, слово «время» встречается в 500 раз чаще чем «удивительный». В качестве эталона распределения частот слов русского языка был взят частотный словарь Шарова (общее количество различных слов более 60000), который составлен на основе анализа 40 миллионов слов и является более адекватным чем аналогичный известный частотный словарь Засориной, который был составлен в 1977 году и использовал для анализа всего лишь 1 миллион слов.

В базу данных Oracle были закачаны результаты частотного анализа 104 книг 38 человек (количество книг для каждого писателя было от 1 до 14) общим размером более 30 Мегабайт чистого текста, в которых использовано почти 6 миллионов слов. Для анализа были написаны несколько программ на PL/SQL.

Алгоритм

  • Составление частотного словаря для каждой книги.
  • На основе нескольких книг создается частотный словарь писателя.
  • C помощью частотного словаря Шарова происходит нормализация. То есть полученные значения частоты употребления слов делятся на средние в русском языке.
  • Вводится понятие расстояния между словарями, как сумма квадратов разностей частот между отдельными анализируемыми словами.
  • При этом если слово есть в одном словаре, но совсем отсутствует в другом, то оно не учитывается (для чего это сделано объясняется ниже)
  • Учитываются первые 5000-10000 наиболее употребляемых слов русского языка.
  • В качестве результата берется словарь с минимальным расстоянием.

Если взять больше 10000 слов, то редкие слова оказывают слишком большое влияние на результат, если меньше, то информации становится недостаточно. Учитывая такое количество слов текст должен быть достаточно большим, желательно от 30 Kb, причем чем больше, тем лучше. На текстах малой длины частоты неустойчивы и сильно зависят от предметной области. К аналогичным выводам пришел польский исследователь Е. Ворончак в работе, посвященной математико-статистическому анализу устойчивости различных показателей, используемых в настоящее время в исследованиях языка и стиля произведения: «границей объема текста (ниже которой результаты не достоверны, а выше – достоверны) является пять тысяч словоформ».

По данному методу для всех 104 книг автор был определен верно в 102 случаях с двумя ошибками определения для Александра Пушкина «Том 7. История Пугачева. Исторические статьи и материалы» и «Том 9. Письма». Также при правильном определении авторства для для нескольких небольших рассказов Николая Гоголя разница между следующим писателем была не очень большой. Для книг, не участвовавших в формировании словаря данный метод не проверялся, можно понять, что он будет работать на следующем примере.

Были взяты 38 словарей писателей. 104 словаря для книг, в том числе пять из них Льва Толстого. В нижеприведенной таблице показано расстояние по словарям для книги Льва Толстого «Юность», если произведение не указано имеется в виду частотный словарь писателя.

Автор
Произведение
Расстояние
1
Лев Толстой
Юность
0
2
Лев Толстой
Частотный словарь автора
168
3
Лев Толстой
Детство
289
4
Лев Толстой
Война и мир. Том 2
307
5
Джек Лондон
Частотный словарь автора
373
6
Герман Гессе
Эссе
385
7
Николай Гоголь
Частотный словарь автора
393
8
Герман Гессе
Частотный словарь автора
396
9
Федор Достоевский
Частотный словарь автора
403
10
Федор Достоевский
Записки из мертвого дома
404
11
Иван Тургенев
Новь
406
12
Лев Толстой
Хаджи-Мурат
415
13
Иван Тургенев
Казаки
421
14
Лев Толстой
Частотный словарь автора
422
142
Жан-Поль Сартр
Частотный словарь автора
8668

Отсюда видно, что все пять книг Толстого плюс словарь писателя попали на первые 14 позиций, то есть книги Толстого находятся достаточно близко друг к другу, поэтому чем больше будет проанализировано данных для составления частотных словарей писателей, тем более надежным будет результат.

Жанр произведений

Но вернемся к Пушкину и одной из ошибок определения автора по тому 7 «История Пугачева. Исторические статьи и материалы»:

Автор
Произведение
Расстояние
1
Александр Пушкин
Том 7 История Пугачева. Исторические статьи и материалы
0
2
Станислав Лем
Звездные дневники Йохана Тихого
341
3
Джек Лондон
Частотный словарь автора
363
4
Станислав Лем
Частотный словарь автора
364
5
Антон Чехов
Частотный словарь автора
375
6
Герман Гессе
Эссе
397
39
Александр Пушкин
Частотный словарь автора
545
49
Александр Пушкин
Том 2 Стихотворения 1823-1836
575
71
Александр Пушкин
Том 4 Евгений Онегин Драматические произведения
650
73
Александр Пушкин
Том 1 Стихотворения 1814-1822
657
129
Александр Пушкин
Том 9 Письма
2436

и к правильному определению автора по тому 2 «Стихотворения 1823-1936»:

Автор
Произведение
Расстояние
1
Александр Пушкин
Том 2 Стихотворения 1823-1836
0
2
Александр Пушкин
53
3
Александр Пушкин
Том 1 Стихотворения 1814-1822
143
4
Александр Пушкин
Том 3 Поэмы, сказки
144
5
Александр Пушкин
Том 4 Евгений Онегин Драматические произведения
162
6
Антон Чехов
Рассказы
420
35
Александр Пушкин
Том 7 История Пугачева. Исторические статьи и материалы
575
130
Александр Пушкин
Том 9 Письма
2456

Вывод, который напрашивается из этих двух таблиц: есть три достаточно далеко расположенные друг от друга группы произведений Пушкина: поэзия (Тома 1-4), письма (Том 9) и проза (Том 7 «История Пугачева. Исторические статьи и материалы»). Таким образом наглядно показано, что кроме собственно авторства частота слов в тексте очень сильно зависит от жанра произведений.

Еще одно подтверждения этого было получено, когда были проанализированы два ЖЖ-дневника (авторы имеют психологические типы СЭЭ и ЛСЭ) и сообщения на форуме (автор СЛИ). Казалась бы большое расхождение должны были бы дать разница в стиле, возрасте, образе жизни, психотипе и словарном запасе. Один из словарей был составлен по дневнику журналистки Таты Олейник (Почти_новая_горжетка), у которой словарный запас оказался самым большим по первым 80 книгам. Тем не менее по данной методике расстояния между этими тремя словарями получились относительно небольшими, для одного из словарей два других оказались ближайшими из 37 словарей. Таким образом язык on-line дневников и форумов, близкий к разговорному сильно отличается от литературного и научного, причем это отличие можно выявить с помощью данной методики или ее модификации. А значит ее можно применять для больших социологических и психолингвистических исследований русского языка на больших корпусах текстов.

Предметная область

Полную версию таблицы расстояний между 28 словарями писателей, психологов и социоников в базе данных можно посмотреть здесь. В качестве психотипа стоит моя версия

Далее проанализируем полученную таблицу. Отсортируем список по возрастанию расстояния от словаря Агаты Кристи:

Автор
ТИМ
Расстояние
Профессия
1
Агата Кристи
СЛИ
0
писатель
2
Иван Тургенев
ЭСИ
242
писатель
3
Станислав Лем
ИЛИ
256
писатель
4
Антон Чехов
ЛИИ
285
писатель
5
Федор Достоевский
ЭИИ
286
писатель
6
Джек Лондон
ЛИЭ
322
писатель
7
Теодор Драйзер
ЭСИ
350
писатель
8
Виктор Гюго
ЭСЭ
351
писатель
9
Николай Гоголь
ЭИЭ
355
писатель
10
Лев Толстой
СЭЭ
356
писатель
11
Жюль Верн
ЭСЭ
382
писатель
12
Пауло Коэльо
ЭИИ
386
писатель
13
Гарсия Маркес
ЭСЭ
401
писатель
14
Ги де Мопассан
СЛИ
420
писатель
15
Герман Гессе
ИЛИ
428
писатель
16
Зигмунд Фрейд
ИЛЭ
552
психолог
17
Карл Юнг
ИЛИ
574
психолог
18
Эрик Берн
ИЛЭ
713
психолог
19
Александр Пушкин
ИЭЭ
725
поэт
20
Иван Крылов
ИЛИ
742
баснописец
21
Билл Гейтс
ЛИЭ
790
бизнесмен
22
Абрахам Маслоу
ИЭЭ
850
психолог
23
Эрих Фромм
ЭИИ
932
психолог
24
Екатерина Филатова
ЭИИ
952
соционик
25
Жан-Поль Сартр
СЛИ
952
философ
26
Виктор Гуленко
ЛИИ
1 040
соционик
27
Аушра Аугустинавичюте
ИЛЭ
2 604
соционик
28
Александр Лоуэн
СЭИ
3 381
психолог

Все писатели сверху! Отсюда следует, что профессия, а значит и предметная область существенно влияют на частотный анализ.

Аналогично отсортируем список по возрастанию расстояния от словаря Абрахама Маслоу:

Автор
ТИМ
Расстояние
Профессия
1
Абрахам Маслоу
ИЭЭ
0
психолог
2
Карл Юнг
ИЛИ
294
психолог
3
Эрих Фромм
ЭИИ
295
психолог
4
Зигмунд Фрейд
ИЛЭ
369
психолог
5
Эрик Берн
ИЛЭ
479
психолог
6
Пауло Коэльо
ЭИИ
653
писатель
7
Станислав Лем
ИЛИ
654
писатель
8
Антон Чехов
ЛИИ
691
писатель
9
Билл Гейтс
ЛИЭ
695
бизнесмен
10
Герман Гессе
ИЛИ
707
писатель
11
Екатерина Филатова
ЭИИ
708
соционик
12
Лев Толстой
СЭЭ
719
писатель
13
Виктор Гюго
ЭСЭ
727
писатель
14
Джек Лондон
ЛИЭ
728
писатель
15
Жюль Верн
ЭСЭ
751
писатель
16
Иван Тургенев
ЭСИ
781
писатель
17
Теодор Драйзер
ЭСИ
793
писатель
18
Федор Достоевский
ЭИИ
830
писатель
19
Агата Кристи
СЛИ
850
писатель
20
Николай Гоголь
ЭИЭ
851
писатель
21
Ги де Мопассан
СЛИ
866
писатель
22
Гарсия Маркес
ЭСЭ
898
писатель
23
Виктор Гуленко
ЛИИ
914
соционик
24
Александр Пушкин
ИЭЭ
1 075
поэт
25
Иван Крылов
ИЛИ
1 238
баснописец
26
Жан-Поль Сартр
СЛИ
1 581
философ
27
Аушра Аугустинавичюте
ИЛЭ
1 707
соционик
28
Александр Лоуэн
СЭИ
2 968
психолог

Заметим, что наиболее близкими оказались словари практически всех психологов за исключением Александра Лоуэна.

Теперь проверим остается ли действовать это правило для социоников:

Автор
ТИМ
Расстояние
Профессия
1
Аушра Аугустинавичюте
ИЛЭ
0
соционик
2
Екатерина Филатова
ЭИИ
1 169
соционик
3
Виктор Гуленко
ЛИИ
1 294
соционик
4
Зигмунд Фрейд
ИЛЭ
1 578
психолог
5
Эрих Фромм
ЭИИ
1 670
психолог
6
Карл Юнг
ИЛИ
1 703
психолог
7
Абрахам Маслоу
ИЭЭ
1 707
психолог
8
Эрик Берн
ИЛЭ
1 709
психолог
9
Пауло Коэльо
ЭИИ
2 143
писатель
10
Лев Толстой
СЭЭ
2 154
писатель
11
Антон Чехов
ЛИИ
2 272
писатель
12
Билл Гейтс
ЛИЭ
2 284
бизнесмен
13
Герман Гессе
ИЛИ
2 307
писатель
14
Джек Лондон
ЛИЭ
2 346
писатель
15
Теодор Драйзер
ЭСИ
2 369
писатель
16
Иван Тургенев
ЭСИ
2 378
писатель
17
Станислав Лем
ИЛИ
2 401
писатель
18
Виктор Гюго
ЭСЭ
2 433
писатель
19
Ги де Мопассан
СЛИ
2 470
писатель
20
Николай Гоголь
ЭИЭ
2 505
писатель
21
Жюль Верн
ЭСЭ
2 510
писатель
22
Федор Достоевский
ЭИИ
2 529
писатель
23
Гарсия Маркес
ИЛИ
2 544
писатель
24
Александр Пушкин
ИЭЭ
2 591
поэт
25
Агата Кристи
СЛИ
2 604
писатель
26
Иван Крылов
ИЛИ
2 968
баснописец
27
Жан-Поль Сартр
СЛИ
3 194
философ
28
Александр Лоуэн
СЭИ
3 861
психолог

Соционики сверху, далее подряд все психологи, опять же за исключением Лоуэна. Таким образом наша гипотеза о существенном влиянии предметной области на распределение частот слов в тексте еще раз подтвердилась.

Хотя это правило выполняется не всегда, например, для Гуленко, словарь Филатовой опять же оказывается сверху, но словарь Аушры находится в конце списка.

Так почему же словарь Лоуэна расположен настолько далеко от остальных психологов?

Объем анализируемого текста

Для ответа на этот вопрос построим таблицу для самого Лоуэна:

Автор
ТИМ
Расстояние
Профессия
Объем текста
1
Александр Лоуэн
СЭИ
0
психолог
28 816
2
Зигмунд Фрейд
ИЛЭ
2 698
психолог
229 669
3
Карл Юнг
ИЛИ
2 778
психолог
206 119
4
Эрих Фромм
ЭИИ
2 928
психолог
123 063
5
Абрахам Маслоу
ИЭЭ
2 968
психолог
72 763
6
Гарсия Маркес
ЭСЭ
2 993
писатель
31 583
7
Пауло Коэльо
ЭИИ
2 998
писатель
206 341
8
Джек Лондон
ЛИЭ
3 009
писатель
518 348
9
Лев Толстой
СЭЭ
3 017
писатель
256 137
10
Станислав Лем
ИЛИ
3 023
писатель
180 395
11
Герман Гессе
ИЛИ
3 069
писатель
115 476
12
Николай Гоголь
ЭИЭ
3 087
писатель
166 778
13
Екатерина Филатова
ЭИИ
3 109
соционик
157 332
14
Ги де Мопассан
СЛИ
3 111
писатель
60 620
15
Эрик Берн
ИЛЭ
3 155
психолог
110 248
16
Виктор Гюго
ЭСЭ
3 162
писатель
774 221
17
Иван Тургенев
ЭСИ
3 171
писатель
257 121
18
Антон Чехов
ЛИИ
3 181
писатель
209 448
19
Виктор Гуленко
ЛИИ
3 248
соционик
33 628
20
Теодор Драйзер
ЭСИ
3 266
писатель
245 036
21
Жюль Верн
ЭСЭ
3 316
писатель
143 855
22
Федор Достоевский
ЭИИ
3 316
писатель
382 849
23
Агата Кристи
СЛИ
3 381
писатель
140 406
24
Билл Гейтс
ЛИЭ
3 390
бизнесмен
87 808
25
Александр Пушкин
ИЭЭ
3 536
поэт
340 188
26
Иван Крылов
ИЛИ
3 738
баснописец
7 545
27
Аушра Аугустинавичюте
ИЛЭ
3 861
соционик
19 135
28
Жан-Поль Сартр
СЛИ
4 037
философ
14 477

Получается, что для самого Лоуэна словари психологов оказываются ближе, чем все остальные. Так в чем же дело? Мне кажется в данном случае есть две основные причины:

  • Для анализа была взята книга «Вы и ваше тело» по телесно-ориентированной терапии, которая отличается от остальных психологических направлений своеобразием лексики достаточно сильно
  • В последнем столбце указано количество анализируемых слов. Для Лоуэна, Аушры, Сартра, Крылова оно относительно мало. Хотя эта проблема частично решается пятым пунктом алгоритма, малое количество анализируемых слов делает словарь неустойчивым.

Еще одним фактор, который может воздействовать на частоту вхождения слов, время написания книги, подробно не анализировался.

А теперь переходим к самому интересному для социоников.

Попытка определения психотипа

Отсортируем список по возрастанию расстояния от словаря Германа Гессе:

Автор
ТИМ
Расстояние
Профессия
1
Герман Гессе
ИЛИ
0
писатель
2
Лев Толстой
СЭЭ
213
писатель
3
Джек Лондон
ЛИЭ
234
писатель
4
Иван Тургенев
ЭСИ
240
писатель
5
Пауло Коэльо
ЭИИ
256
писатель
6
Ги де Мопассан
СЛИ
261
писатель
7
Станислав Лем
ИЛИ
265
писатель
8
Виктор Гюго
ЭСЭ
283
писатель
9
Антон Чехов
ЛИИ
302
писатель
10
Теодор Драйзер
ЭСИ
305
писатель
11
Федор Достоевский
ЭИИ
312
писатель
12
Гарсия Маркес
ЭСЭ
336
писатель
13
Николай Гоголь
ЭИЭ
348
писатель
14
Жюль Верн
ЭСЭ
407
писатель
15
Агата Кристи
СЛИ
428
писатель
16
Александр Пушкин
ИЭЭ
450
поэт
17
Карл Юнг
ИЛИ
485
психолог
18
Зигмунд Фрейд
ИЛЭ
495
психолог
19
Эрик Берн
ИЛЭ
654
психолог
20
Эрих Фромм
ЭИИ
705
психолог
21
Абрахам Маслоу
ИЭЭ
707
психолог
22
Билл Гейтс
ЛИЭ
712
бизнесмен
23
Иван Крылов
ИЛИ
723
баснописец
24
Екатерина Филатова
ЭИИ
827
соционик
25
Жан-Поль Сартр
СЛИ
961
философ
26
Виктор Гуленко
ЛИИ
1 021
соционик
27
Аушра Аугустинавичюте
ИЛЭ
2 307
соционик
28
Александр Лоуэн
СЭИ
3 069
психолог

Опять все писатели сверху, то есть влияние предметной области определяется достаточно точно.

Но если посмотреть на психотип ИЛИ, то он получается разбросанным по всей таблице. Аналогичные результаты видны и в остальных таблицах, приводимых выше. Я собрал версии о психотипах известных людей большинства известных социоников и построил эталонный список на основе их анализа. В нем, как представители типа интуитивно-логических интровертов (ИЛИ), оказались Герман Гессе, Станислав Лем и Гарсия Маркес (мое мнение — ЭСЭ), по поводу психотипа Карла Густава Юнга мнения социоников разделились между ИЛИ и ЛИИ. В любом случае при замене версий типов Маркеса и Юнга на более распространенные общая картина не меняется, то есть данная методика, использующая частотный анализ первых 5000-10000 наиболее употребляемых слов не может дать определение психотипа (точнее совпадения с наиболее вероятными версиями).

Итак, в целом частотные словари оказались достаточно устойчивыми на больших массивах информации. То есть каждый их нас обладает своим неповторимым частотным словарем и аналогично почерку его можно идентифицировать с достаточно большой вероятностью.

Это дает надежду возможности определения психотипа на основе его анализа.

О семантическом подходе в соционике писали Вайсбанд, Филимонов, Ритчик, Шепетько, Аушра. Прокофьева, Ермак, питерская группа социоников, а также авторы этого сайта (я и Елена Заманская) составили свои семантические словари по каждой из функций.

Первые же идеи, которая приходят в голову для модификации данной методики: отфильтровать слова русского языка и рассматривать только те, которые относят к наполнению соционических функций, а также попробовать использовать при типировании основные дихотомии Юнга и признаки Рейнина. Данное исследование было проведено. О его результатах читайте в следующей статье.

Заключение

Итак в данной статье:

  1. Показано, что частотный словарь человека достаточно устойчив на больших объемах текста и неустойчив на малых.
  2. Была предложена новая методика определения автора текста на естественном языке. Основными плюсами данной методики являются ее надежность, простота и возможность автоматического использования. К минусам можно отнести то, что анализируемый текст должен быть достаточно большим для надежного определения авторства. Возможно в дальнейшем удастся синтезировать ее с методикой Хетсо.
  3. Показано, что на частоту употребления слов существенно влияет не только автор, но также предметная область, жанр и размер анализируемого текста.
  4. Переводчик оказывает гораздо меньшее влияние на распределение частот.
  5. C помощью частотного анализа по наиболее употребительным словам не удается определять соционический тип без дополнительной фильтрации по семантическим словарям.

Полученные результаты показывают, что психотип влияет на частоту употребления слов в русском языке в целом меньше, чем предметная область, жанр и размер анализируемого текста.

Сам анализируемый текст должен быть достаточно большим, иначе выводы будут ненадежными!

Данная статья не претендует на полноценное исследование, так как, например, для оценки надежности новой методики определения авторства нужно обработать гораздо большое число книг и источников информации. Возможно я это сделаю в будущем.

Автор — Хрулёв Олег

Список литературы

1
Н.А. Морозов Новое орудие объективного исследования древних документов
2
А.А. Марков Об одном применении статистического метода
3
Г. Хетсо Методика, основанная на методах математической статистики
4
Л.И. Бородкин Математические методы и компьютер в задачах атрибуции текстов
5
О.В. Кукушкина, А.А. Поликарпов, Д.В. Хмелёв Определение авторства текста с использованием буквенной и грамматической информации
6
С.А. Шаров Частотный словарь Шарова
7
Л.Н. Засорина Частотный словарь Засориной
8
Р.М. Фрумкина Психолингвистик