Die Head-driven Phrase Structure Grammar (HPSG) ist eine Grammatiktheorie, die in den 1980er Jahren auf der Basis der Wiederbelebung der kontextfreien Phrasenstrukturgrammatiken als Generative Grammatiktheorie aus der Familie der Unifikationsgrammatiken entstand. In HPSG werden grammatische Regeln als Beschränkungen formuliert, die korrekte Sätze und Satzglieder erfüllen müssen; Transformationsregeln finden daher keine Anwendung. Die gesamte Information über ein linguistisches Zeichen wird dabei in einer einzigen Merkmalsbeschreibung zusammengefasst. Im Gegensatz zu einigen anderen Grammatiktheorien werden wortspezifische Informationen vollständig im Lexikon angegeben, sodass nur wenige Grammatikregeln nötig sind.

Wie alle Phrasenstrukturgrammatiken ist die HPSG eine Konstituentengrammatik. Sie baut also auf dem Prinzip der Konstituenz auf, im Unterschied zu einer Dependenzgrammatik.

Geschichte Die Head-Driven Phrase Structure Grammar wurde von Carl Pollard und Ivan Sag ab der Mitte der 1980er Jahre entwickelt. Wesentliche Bestandteile wurden von älteren Syntaxtheorien, besonders nicht-derivationellen Ansätzen, angeregt oder übernommen, beispielsweise der Kategorialgrammatik (CG), Generalized Phrase Structure Grammar (GPSG), Arc Pair Grammar (AC), Lexical-Functional Grammar (LFG), aber auch der damals vorherrschenden Rektions- und Bindungstheorie (Government and Binding Theory, GB) Noam Chomskys. Die Darstellung der Semantik beruht zu Teilen auf der Situationssemantik; formale Grundlagen entstammen der Informatik. Die erste umfassende Darstellung der Theorie lieferten Carl Pollard und Ivan Sag mit dem 1987 erschienenen Buch Information-Based Syntax and Semantics, Volume I (Pollard, Sag 1987); eine überarbeitete Version stellten sie 1994 im Werk Head-Driven Phrase Structure Grammar (Pollard, Sag 1994) vor. Schon von Beginn an haben auch andere Wissenschaftler die Head-Driven Phrase Structure Grammar aufgegriffen und Modifikationen, Erweiterungen und Anwendungen auf unterschiedliche Sprachen vorgeschlagen. In vielen Fragen existiert somit eine Vielzahl von Ansichten, die von unterschiedlichen Wissenschaftlern zur Beschreibung unterschiedlicher Sprachen geäußert werden. Auch einige Grammatiktheorien, die eine Mittelstellung zwischen HPSG und anderen Theorien einnehmen, wurden entwickelt, beispielsweise die Sign-Based Construction Grammar, die innerhalb des HPSG-Formalismus Ideen der Konstruktionsgrammatik aufgreift.Ivan A. Sag: (PDF; 818 kB).

Konzepte Grundlegende Konzepte In HPSG werden alle Wörter und Phrasen als Zeichen im Sinne von Ferdinand de Saussure modelliert, das heißt als Form-Bedeutungs-Paare. Syntaktische Eigenschaften, die Lautstruktur und die Bedeutung eines Zeichens werden in einer einzigen Attribut-Wert-Matrix dargestellt, weshalb HPSG als monostratal gilt. Die Attribut-Wert-Matrix jedes Zeichens enthält mindestens ein Merkmal PHON, das die Phonemfolge repräsentiert, und einen Wert SYNSEM, der in einer Matrix vom Typ synsem Informationen über grammatikalische Eigenschaften und die Bedeutung zusammenfasst. Es gibt auch Vorschläge zur formalen Darstellung weiterer Aspekte einer Sprache in Attribut-Wert-Matrizen, beispielsweise der Wortstellung (siehe den Abschnitt Wortstellung) und der Silbenstruktur.Jesse Tseng: The representation of syllable structure in HPSG. In: Stefan Müller (Hrsg.): Proceedings of the HPSG08 Conference. Seite 234–252. CSLI Publications, Stanford 2008

Im Gegensatz zu vielen anderen Grammatiktheorien ist HPSG deklarativ: die gesamte Grammatik inklusive des Lexikons wird als Beschreibung grammatikalisch richtiger Zeichen formuliert. Daher existieren in HPSG keine Regeln zur Veränderung oder Bewegung von Konstituenten. Stattdessen werden grammatische Regeln ausschließlich in Form von Beschränkungen ausgedrückt, die von wohlgeformten Zeichen erfüllt werden müssen. Ein Beispiel hierfür ist die Kongruenz eines Verbs mit seinem Subjekt. Während in nicht-beschränkungsbasierten Grammatiktheorien beispielsweise die Übertragung eines Merkmales vom Subjekt auf das Verb angenommen wird, besitzen in HPSG Verb und Subjekt entsprechende Merkmale, die nach bestimmten Beschränkungen in beiden Zeichen gleich sein müssen.

HPSG ist außerdem eine in großem Maß lexikalisierte Grammatiktheorie, das heißt, die grammatische Information ist zu einem großen Teil im Lexikon gespeichert, die Grammatik selbst muss nur noch wenige Beschränkungen zur Verarbeitung des Lexikons zur Verfügung stellen. Beispielsweise werden die Argumente eines Verbs in Listen festgelegt, die in der Merkmalsbeschreibung des Verbs enthalten sind; die Grammatik legt dann durch Beschränkungen fest, wie die Argumente realisiert werden.

Formale Grundlagen Alle Informationen über ein Zeichen werden in HPSG in einer hierarchisch aufgebauten Attribut-Wert-Matrix (attribute-value matrix, kurz AVM) angegeben. In jeder Zeile wird dabei zu einem bestimmten Attribut der entsprechende Wert angegeben. Jeder Wert hat dabei einen bestimmten Typ und kann eigene Merkmale haben. Der Typ bestimmt dabei, welche Merkmale ein Objekt hat und welche Typen die entsprechenden Werte haben. Beispielsweise hat im Formalismus von Pollard und Sag 1994 jedes Objekt vom Typ synsem ein Merkmal LOCAL mit einem Objekt vom Typ local als Wert und ein Merkmal NONLOC mit einem Wert vom Typ nonloc. Die Typen bilden eine Hierarchie, wobei Subtypen die Merkmale ihrer Obertypen erben. Typen werden in der grafischen Darstellung meist am linken Rand kursiv dargestellt. Das durch die folgende Matrix dargestellte Objekt beispielsweise hat den Typ index und die Merkmale PERSON, NUMBER und GENDER. Die zugehörigen Werte sind von den Typen 2, sg und fem und haben hier keine eigenen Merkmale:

Als Werte sind auch Listen und Mengen von Objekten zugelassen. So verlangt das Merkmal SUBCAT als Wert eine Liste von Objekten, die den Typ synsem haben:

Bei der grafischen Darstellung von Attribut-Wert-Matrizen ist zu berücksichtigen, dass meist nur die für die jeweilige Fragestellung notwendigen Merkmale einer Matrix dargestellt sind. Außerdem werden längere Pfade in der Literatur oft mit „|“ abgekürzt. Daher sind die beiden folgenden Matrizen gleichbedeutend:

Eine HPSG-basierte Beschreibung einer Sprache besitzt mindestens die folgenden formalen Bestandteile: Eine Signatur, in der festgelegt ist, welche Typen es gibt, welche Merkmale sie haben und welche Typen deren Werte besitzen Prinzipien, die Beschränkungen formulieren, welche auf alle wohlgeformten Zeichen zutreffen müssen Funktionen und Relationen, beispielsweise zur Berechnung morphologischer Formen und zum Zusammenfügen von Listen Das Lexikon wird entweder durch Beschränkungen auf den Typ word ausgedrückt oder aber es erhält einen eigenen Status außerhalb der Beschränkungen.

Beschränkungen lassen sich mit Hilfe von unterspezifierten Merkmalsbeschreibungen formulieren, die dann bei der Anwendung der Beschränkung auf eine Merkmalsbeschreibung mit dieser unifizierbar sein muss, damit die Beschränkung erfüllt ist. Als Beispiel diene hier das Kopfmerkmalsprinzip, das festlegt, dass in jedem phrasalen Zeichen, das einen Kopf hat, der HEAD-Wert gleich dem der Kopftochter sein muss. Dies lässt sich als Implikation formulieren (die Verwendung von Quantoren ist in der HPSG-Literatur nicht obligatorisch):

Das Lexikon Das Lexikon besteht in HPSG aus Beschreibungen für die Wörter einer Sprache, die sogenannten Lexikoneinträge. Hierzu kann eine Disjunktion von Merkmalbeschreibungen für jedes einzelne Wort angewendet werden:

word → (Mensch) ∨ (Haus) ∨ … Dies bedeutet: Jedes Objekt vom Typ word erfüllt entweder die Merkmalsbeschreibung für „Mensch“ oder die für „Haus“ oder die für …

Um Verallgemeinerungen zu ermöglichen, können Wörter in Wortklassen eingeteilt werden, die solche Merkmale erfassen, die allen Wörtern einer Wortklasse gemeinsam sind. So erfüllen Substantive wie Frau, Sonne, Katze das allgemeinere Schema für feminine Substantive im Singular: in der Analyse von Müller 1999 beispielsweise sind ihre Kopfmerkmale vom Typ noun, sie verlangen einen Artikel als Komplement und haben die gleichen Werte für Person, Numerus und Genus.

Einige syntaktische und vor allem morphologische Phänomene werden durch sogenannte Lexikonregeln erfasst, die Lexikoneinträge lizenzieren, indem sie sie mit anderen Einträgen in Beziehung setzen. Beispielsweise könnten in einer vereinfachten Grammatik passive Verbformen lizenziert werden, indem zu jedem transitiven Verb ein passives Verb lizenziert wird, dessen Subjekt mit dem Objekt des transitiven Verbs übereinstimmt. In vielen HPSG-basierten Theorien wird dabei der Operator „↦“ angewendet, der die Beschreibung des Ausgangsworts und des durch die Regel lizenzierten Wortes verbindet:

↦

Lexikonregeln werden dabei – je nach theoretischem Ansatz – entweder als Metaregeln zur Beschreibung des Lexikons oder als Beschränkungen auf Wörter innerhalb des Formalismus von HPSG formuliert.

Semantik und Pragmatik Die Bedeutung eines Zeichens ist in einem synsem-Objekt in einer Matrix angegeben, die meist CONTENT genannt wird und meist einen von mehreren Subtypen von content mit jeweils eigenen Merkmalen hat. Pollard und Sag 1994 beispielsweise sehen die Typen psoa, nom-obj und quant vor, Bender, Sag und Wasow 2003 etwa nehmen dagegen eine einheitliche Merkmalsgeometrie für alle CONTENT- (bei ihnen SEM-)Werte an.

Zur Darstellung der Situationssemantik wird in den meisten HPSG-Theorien auf so genannte parametrisierte Sachverhalte (englisch parametrized state of affairs, kurz psoa) zurückgegriffen, die mit Matrizen des Typs psoa dargestellt werden. Parametrisierte Sachverhalte bestehen aus einer Relation wie sehen, schlagen, Buch, Mensch und Parametern, die verschiedene semantische Rollen in der Relation angeben. In HPSG werden die parametrisierten Sachverhalte ebenfalls in Attribut-Wert-Matrizen dargestellt. So lässt sich die Relation „der Mann sieht den Hund“ nach Müller 2007 durch folgende Matrizen darstellen:Müller 2007, Seite 68:

Die erste Matrix ist dabei die psoa-Darstellung der Relation sehen mit zwei Argumenten. Die zweite Matrix stellt den CONTENT-Wert der Beschreibung von Mann dar. Ihr Index ist durch den Tag mit dem Agens von sehen identifiziert, die RESTRICTIONS-Menge legt fest, dass es sich bei um einen Mann handelt. Analog verhält es sich mit der dritten Matrix, die sich in der Beschreibung von Hund befindet.

Durch Strukturteilung lassen sich die semantischen Rollen auch mit syntaktischen Funktionen verbinden. Der folgende Auszug aus dem LOCAL-Wert von „sehen“ identifiziert die Indizes der beiden Nominalphrasen in der SUBCAT-Liste (siehe den Abschnitt Komplemente) mit dem Agens beziehungsweise Patiens (Merkmalsgeometrie nach Müller 2007):

In jüngeren HPSG-basierten Theorien finden auch andere Theorien wie Minimal Recursion Semantics (MRS) und Lexical Resource Semantics (LRS) Anwendung, die sich ebenfalls mit Attribut-Wert-Matrizen darstellen lässt.

Kontextinformationen werden in einer Matrix vom Typ context unter dem Pfad SYNSEM | LOC | CONTEXT angegeben, die Merkmale wie BACKGROUND und C-INDICES hat. BACKGROUND ist eine Menge von psoa-Objekten, die Hintergrundinformationen über das Aussprechen des Satzes liefern. C-INDICES hat mehrere Attribute, die in Form von Indizes Informationen über die Umstände des Sprechens geben, beispielsweise den Sprecher, den Angesprochenen und den Ort.Eine nähere Beschreibung von CONTEXT findet sich bei: Georgia M. Green: The Structure of CONTEXT: The Representation of Pragmatic Restrictions in HPSG. In: James Yoon (Hrsg.): Studies in the Linguistic Sciences. Proceedings of the 5th annual meeting of the Formal Linguistics Society of the Midwest. 1996

Strukturen mit Köpfen