原因:1、语言是交际工具:语言是人与人之间的联系的纽带,人们用它进行交际,交流思想。2、人类特有的:语言是人类在交际中特有的能力。3、在人类所有的交际工具中,语言是最重要的。
据德国出版的《语言学及语言交际工具问题手册》,世界上查明的有5651种语言。一般来说,各个民族都有自己的语言,语言是民族的重要特征之一。
语言是人类进行沟通交流的表达方式。汉语、英语、西班牙语、俄语、阿拉伯语、法语是世界上的主要语言,也是联合国主要的工作语言。
汉语是全球母语使用人口最多的语言,英语是全球使用最广泛的语言。语言和文字是两个概念,往往是先有语言,后产生文字。
语言主要是交流的工具,而不是思考的工具
/Languageis primarily a toolfor communication rather than thought
https://doi.org/10.1038/s41586-024-07522-w
Evelina Fedorenko12、Steven T. Piantadosi²& Edward AF Gibson
收讫日期:2023年2月15日
语言是我们这个物种的决定性特征,但是它究竟发挥何种功能已经争论了几个世纪。在这里,我们利用神经科学和相关学科的最新证据来论证,在现代人类中,语言是一种交流的工具,这与我们使用语言进行思考的流行观点相反。我们首先介绍支持人类语言能力的大脑网络。然后,我们回顾语言和思维双重分离的证据,并讨论语言的几种特性,这些特性表明语言是为了交流而优化的。我们得出的结论是,虽然语言的出现无疑改变了人类文化,但语言似乎并不是复杂思维(包括符号思维)的先决条件。相反,语言是传播文化知识的有力工具;它可能与我们的思维和推理能力共同进化,并且只反映而不是产生人类认知标志性的复杂性。
接受日期:2024 年 5 月 3 日
发布日期:2024 年 6 月 19 日
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据估计,人类语言出现于 10 万至 1,000,000 年前。语言的功能及其起源的因果驱动因素长期以来一直是哲学、语言学、认知科学、进化生物学和人类学等各个领域的激烈争论话题。尽管两种假设并不相互排斥,但它们主导了这场讨论。一种假设认为语言主要起到交流作用——使我们能够彼此分享知识、思想和感受——7。另一种假设认为语言可以调节思维和认知*-13。关于语言在思维中的作用的具体假设包括强烈主张语言对所有形式(至少是命题)思维都是必要的4,15,较弱的主张认为语言可能只对思维和推理的某些方面至关重要或可以促进这些方面9.16,以及主张语言有助于在学习过程中支撑某些类型的学习
语言。然而,我们确实对语言在现代人类中的作用进行了争论,并讨论了塑造语言的优化压力。
语言换思维和语言换交流的提议至少有一部分变体对人类认知和神经结构以及人类语言的特性做出了可检验的预测。任何形式的思维——我们对世界的认识以及对这些知识表征进行推理的能力——都需要语言吗(即支持我们生成和解释有意义的结构化词序列的能力的表征和计算)?如果某些形式的思维需要语言,那么语言机制至少应该对那些类型的思维和推理必不可少,而那些类型的思维如果没有语言就不可能实现。如果语言是一种交流工具,那么语言应该表现出高效信息传递的标志。直到最近,这些预测都难以评估。然而,在过去的二十年里,知识和工具已经出现,它们为语言的功能提供了至关重要的启示。首先,在破译语言的神经结构方面取得了实质性进展,为评估各种思维形式中语言处理机制的参与提供了明确的“目标”。其次,大量不同语言的语料库已经广泛可用,同时还有一套强大的计算工具,通常基于“信息论”,用于严格描述语言系统。因此,现在是时候对语言功能及其在人类认知中的作用等重大问题的最新证据进行评估了。
从进化适应性的角度来看,语言的交流功能和认知功能均可提供适应性优势。准确传递信息的能力可能有利于狩猎、拾荒和长途旅行等合作行为,并使知识和技能传递给后代(文化传播)。改进的推理能力可能使更复杂的规划和决策成为可能。创造更好的工具和更好的解决问题的能力。然而,关于认知特征进化起源的假设并不难评估。关于早期人类生活的主要证据来自零星的考古记录。大脑不会变成化石,即使会,也只能从大脑的大小、形状和解剖结构中收集到有关大脑功能的粗略信息。此外,某些特征可能出于某种原因而进化,但随后由于物种生态的变化而发挥不同的功能:这种现象被称为性别适应。由于这些挑战,我们并不渴望对进化起源提出强有力的主张
人类大脑中的语言网络我们对语言的认识涵盖了语言结构各个层次的规律性知识,从声音到句子,
框 1语言换思维假说的多种形式对先前关于语言在思维中的作用的说法进行全面回顾超出了本《观点》的范围(有关回顾,请参阅关于这一问题的观点和理论格局的复杂性。关于语言在思维中的作用的提议至少在四个维度上有所不同(补充信息中列举了示例引文和我们使用语言思考的想法有吸引力的原因)。首先,提议在语言对思维的影响范围上有所不同:从声称所有的思维(至少所有的命题思维)都需要语言表征,到声称只有某些类型的思维才需要语言表征。第二个维度涉及语言对思维的重要程度,从声称语言表征对于思维是必要的(以至于没有这些表征就不可能进行思维)到声称它们只是增强或促进思维(即,使某些目标思维任务的表现更快和/或更准确)。第三个维度与发挥作用的语言表征的性质有关。一些提议强调所有自然语言都具有的特征,包括词语和句法结构。其他提案则关注特定语言所特有的特征——例如,一种语言是否有一个词来表示某个概念,或者标记出某种语法区别(补充信息)。最后,关于语言对思维的影响时间,提案各不相同,一些提案认为语言表征对于思维能力的发展是必要的或有帮助的,而另一些提案则认为语言表征对于思维即使大脑尚未成熟仍然很重要。更有力的主张,比如所有形式的思维都是以语言表征的形式存在的,这是最简单的。
大脑左半球的一组相互关联的区域支持语言生成和语言理解,通常被称为唐氏网络 24-2/(最近在参考文献 28 中进行了回顾)(图 1a;框 2 描述了它与“语言神经生物学的经典模型”的关系)。
语言网络的两个特性对于语言功能的讨论非常重要。首先,语言区域表现出输入和输出模态的独立性——表征抽象性的关键特征。首先,在理解过程中,大脑区域对跨模态(口头、书面或手语)的语言输入作出反应29-32。同样,在语言生成过程中,无论我们是通过口头还是书面产生信息,这些区域都是活跃的。这些区域支持理解和生成33.34(图1a)这一事实表明,它们很可能存储了我们的语言知识,这对于编码和解码语言学家的信息都是必需的。语言网络表征的抽象性表明,该网络对应于豪瑟、乔姆斯基和菲奇在一篇关于语言进化的有影响力的论文中所说的“狭义的语言能力”或一个独立于语言的“抽象计算系统”。来自低级语音感知和语音表达机制(框2)
其次,语言区域表示和处理词义和句法结构——这两个语言组成部分对于语言思维假设(方框 1)非常重要。特别是,来自各种实验和自然主义范式的证据都是错误的。对于只有某些类型的思维才需要语言表征的解释,明确定义相关思维类型的范围至关重要——理想情况下,提出涉及这些思维形式的特定范式——以使假设可进行实证检验。在已经阐明具体建议的情况下(例如,在参考文献 9、72、74 中),它们在神经科学研究中没有找到实证支持,并且一些行为效应不能明确地归因于语言网络,例如,参考文献 7o)。事实上,正如本观点所讨论的,至少对于成熟的大脑而言,目前还没有明确的经验支持任何需要语言表征(词语或句法结构)的思维形式。
同样,对于语言表征促进思考的解释,描述这种影响应该在什么条件下观察到,以及描述它们的性质和理想情况下假定的神经机制至关重要。目前关于语言对思考的潜在促进作用以及语言在某些认知能力发展中的潜在作用的证据是复杂且有争议的(更多详细信息请参阅补充信息)。很明显,我们可以使用语言将模拟信号压缩为符号表示(例如,将 9 个对象的视觉阵列减少到“9 个”83;有关信息压缩在人类思维中的作用的最新提议,请参阅参考文献 173)。然而,这些表征不必是特定的语言学的:它们可以是符号的,但不是语言的(例如, ⟨克′⟩ ),并且使用符号非语言表征不会调动语言资源(例如,数学推理不会在语言大脑区域引起反应,并且在患有严重失语症的个体中得以保留51,77-79)。
功能性磁共振成像(fMRl)、脑磁图和颅内记录研究表明,语言网络的所有区域都对词义以及词间的句法和语义依赖性敏感3,36-48(图 1a)。
总之,语言网络中语言表征的抽象性以及网络对语言含义和结构的敏感性使其成为评估语言在思维和认知中的作用的假设的明确目标(Box3)。
语言对于思考来说不是必要或充分的人类认知的本体论和介导思维的心理表征的性质(方框 3)仍然是活跃的研究领域。广义上,思维包含我们对世界的认识(包括特定领域,例如对物体物理属性的认识或对社会主体的认识)以及对这些知识表征的推理,包括进行推论和预测。除了对特定知识领域的推理外,推理还可以涉及跨领域的信息整合(逻辑推理的重要组成部分)或从任何特定领域抽象出来的领域通用推理。领域通用推理通常与流体智力的概念有关。由于语言思维假设在语言对思维或认知的哪些方面至关重要或有帮助方面存在差异(方框 1),我们的目标是广泛地评估这一想法,因此我们讨论了涉及思考和推理的不同范式的证据。此外,从经验上看,迄今为止所测试的所有思维方面在招募语言资源方面都表现得类似。
图 1|语言网络及其与其他认知词义的关系,这是处理真实单词(而非非单词)的必要条件。a、人脑中的语言网络。语言网络右图,用于研究的样本刺激支持与词汇访问和句法结构相关的计算,这些计算与理解和生成过程中的句子、单词列表和非单词列表的反应有关,在理解和生成过程中,这些(上行)与生成(下行)。b、语言和思想表明该网络所操作的表示是抽象的。鉴于对词汇和句法结构的访问被认为是思维方面的关键,这个大脑网络是评估语言理解和生成、语言换思维提议的明确目标。左上角是五个样本中的语言网络,但它不包括需要思考和推理的非语言任务(例如,个体。这些激活图是使用语言参考 77 通过 fMRI 获得的)。语言网络的核心区域以示意图形式显示在大脑模板上(样本单个激活图显示在 a 中)。右图,两个网络的响应概况的示意图,在关键的语言处理条件下活动,而支持性思考和推理(例如,通过 fMRi 测量)则不然。控制条件。左下角,语言网络的响应概况的示意图(在大脑模板上以蓝色表示)对各种要求严格的认知任务作出反应,包括执行功能、理解或生成句子、不相连的单词和列表任务、新颖的问题解决任务以及数学和逻辑推理,但不对语言或社会推理作出反应(例如,参考文献 76)。组合心智网络(在大脑模板上以绿色表示)的理论通常被认为表明大脑区域参与了组合心智网络(在大脑模板上以绿色表示)的参与,该网络对(句法和语义)计算(这是社会推理过程中的处理要求)作出反应,但不对语言或要求严格的执行功能作出反应任务(例如,参考文献 86)。非单词列表被用来表明大脑区域参与访问
如果语言调节某些形式的思维,那么这些形式的思维在没有语言的情况下就不可能存在,因为它们应该严重依赖于语言表征(“语言对思维的必要性”论证)。此外,语言的存在(或完整的语言能力)应该与这些形式的思维能力相联系(“语言对思维的充分性”论证)。我们依次讨论这些观点。
语言对于任何经过检验的思维形式来说都不是必需的推断大脑行为关联和分离的经典方法是检查患有脑损伤或脑功能障碍的个体。如果语言能力调节我们进行某些形式的思考的能力,那么语言障碍应该与思维方面的伴随困难有关
从语言神经生物学的经典模型到我们现在的许多教科书仍在使用语言神经基础的经典模型,该模型由 Wernicke184 提出,并由 Lichteim 和 Geschwind24,185 进一步阐述和修订。该模型由两个皮质区域组成 - 下额叶皮质的布罗卡区和后上颞叶皮质的 Wernicke 区 - 这两个区域被认为分别支持语言生成和理解,并且由背侧纤维束(arcu at ef a sci cul us)(panela)连接。该模型受到了批评,因为它正确地捕捉了语言神经生物学的关键方面。我们认为,关于布罗卡区和韦尼克区的许多混淆是由于在实验设计和科学论述中经常混淆言语(口语的形式)和语言(形式到意义映射的抽象系统),以及人类认知神经科学主要依赖大脑区域的解剖学定义而非功能性定义所致。
将这些区域的名称(例如,“布罗卡艺术规划区”和“韦尼克言语感知区”),并使用经过验证的定位器范例将这些区域与附近功能不同的区域分开,可能会取得进展并减轻混淆28。
经典模型中没有“高级语言区域”,这些区域存储抽象的语言知识并支持理解和生成,如“人类大脑中的语言网络”(图 1a 和面板 b,紫色)中所述。语言神经生物学的早期提议对这些区域的缺失有一个直接的解释。关于大脑行为关系的早期证据来自脑损伤后选择性缺陷的报告。由于布罗卡区和韦尼克区相对受限且专门用于特定功能,因此它们的损伤更有可能导致缺陷(因为没有其他大脑区域支持这些功能)。相比之下,高级语言网络分布在左颞叶和额叶皮质的广泛部分(图 1a 和面板 b)紫色),不同的语言区域表现出相似的功能特征 2°(替代方案在参考文献 27、198、199 中描述)。因此,与言语发音和言语感知区域相比,高级语言网络的任何单个部分可能都不是语言功能所必需的。事实上,语言网络的局限性损伤不会导致严重或长期的缺陷,尽管与言语感知区域相邻的后颞叶成分可能相对更重要20o。
如原始资料所述,布罗卡和韦尼克发现的大脑区域分别支持言语运动(发音)规划和言语感知。当前的神经科学证据强烈支持下额叶皮层188-192(面板b)红色)中存在发音选择性区域,颞上回193-197(面板b,蓝色)中存在言语感知选择性区域。与语言网络区域相比,这些区域对语言含义不敏感,只对语言信号的表面属性敏感28。添加功能
布罗卡氏发音规划区(言语产生过程中的规划或面部运动)感觉运动皮层(控制面部运动,包括但不限于言语表达)
初级听觉皮层(声音感知,包括但不限于语音感知)
语言网络(非模态语言理解与产生)
韦尼克言语感知区(在言语感知过程中处理语音)
韦尼克区(语言理解)
经典模型和当前模型。a、语言神经生物学的经典模型。b、基于当前语言神经生物学知识的模型(替代方案在参考文献 27、198、199 中描述)。此更新模型仍然包括布罗卡区 193-197,但另外包括一组额叶和颞叶
支持高级语言理解和生成的区域2(另见图1a)。对于上下文,我们还展示了初级听觉皮层,它可能为韦尼克(语音感知)区域提供输入,以及感觉运动皮层,布罗卡
指令3、进行多种形式的推理,包括形式逻辑推理、关于世界的因果推理和科学推理*4-s8、理解他人的想法或信仰并进行务实推理53、56、59-62、在世界中航行63、对物体和事件做出语义判断64-7o(图1b)。
和推理。证据是明确的——有很多人有严重的语言障碍,影响词汇和句法能力,但他们仍然表现出完整的能力,可以进行多种形式的思考——他们可以解决数学问题,执行执行计划,遵循非语言
框 3未解决的问题我们对人类语言和认知能力以及它们之间的关系的理解仍然不完整。这里我们强调几个悬而未决的问题。
(1) 语言选择性大脑网络存储的语言表征的本质是什么,以及它在理解和生成过程中执行的计算是什么?人工智能的最新进展——擅长语言的神经网络模型的发展201——为语言研究人员提供了一套强大的工具来探索神经代码,并结合未来几年人类语言系统神经记录的日益复杂化。
这些的组合?介导抽象思维的表征是如何从我们的大脑这样的生物神经网络中产生的215,216?任何与思维相关的计算和潜在的神经回路是否明显是人类的,或者人类只是复杂的?
(3)儿童学习语言时,语言网络是如何发展的?四岁时大脑中对语言有选择性的区域92.93 在语言习得之前支持哪些认知功能?尽管许多研究已经调查了生命第一年后半段和幼儿期(6 个月至 3 岁)大脑中发生的功能变化,但当儿童开始将单词与意义联系起来并使用语言进行交流时,这些变化仍然未知,因为在这个年龄段,使用 fMRI 等空间精确的大脑成像方法进行实验具有挑战性。
重要的是,在这些研究中,研究人员仔细、系统地评估了个人的语言能力,以确保缺陷涉及语言能力,包括词汇和句法处理,而不是较低水平的感知或运动能力7。
这些证据既挑战了关于语言对思维的重要性的一般性主张(方框 1),也挑战了关于语言在特定思维类型中的关键作用的一些具体主张,包括数学推理、跨领域信息整合 973 和分类 4。尽管失去了语言能力,一些患有严重失语症的人仍然能够进行所有测试形式的思考和推理,他们在各种认知任务中的表现都很好。他们根本无法将这些想法映射到语言表达上,无论是在语言生成中(他们无法通过语言向他人传达自己的想法),还是在理解中(他们无法从他人的单词和句子中提取意义)(图 1b)。当然,在某些脑损伤病例中,语言能力和(一些)思维能力都可能受到影响,但考虑到语言系统与其他高级认知系统的接近性,这是可以预料的 75.76
神经成像证据补充了来自脑损伤个体的证据。使用诸如fM Rl之类的工具,我们可以识别完整、健康大脑中的语言区域,然后检查个体在从事需要不同形式思维的任务时这些区域的反应。在“人类大脑中的语言网络”中,我们为评估此类假设定义了一个明确的目标:语言网络,它是一组在我们理解和产生语言时普遍参与的大脑区域(图la)。我们已经检查了该网络对各种非语言输入和任务的反应,证据表明,语言网络的所有区域在所有测试的思维形式中都基本上处于“沉默”状态,包括数学推理77-79,形式逻辑推理80,8执行要求严格的执行功能任务,如工作记忆或认知控制任务”,理解关于物体或事件的计算机语义判断69,70.87。相反,这些任务会调动与语言网络不重叠的其他大脑区域(图 1b),尽管它们有时与语言区域非常接近。未来的研究仍有可能发现一些需要语言区域参与的思考任务,这些任务对失语症患者来说将具有挑战性,但目前还没有发现这样的任务。
一些语言思维假说特别关注认知发展(方框 1)。根据这些假说,语言(或者,在某些解释中,更普遍地说是符号表征)可能对某些类型或思维方式的发展至关重要。教儿童或非人类灵长类动物用词语或符号表示某些概念(例如,概念“相同”)或以突出与任务相关的世界维度的方式分配标签(例如,通过将较大的物体标记为“爸爸”,将较小的物体标记为“婴儿”,以引起对物体大小的注意)可以导致某些关系推理任务的成功8。其他人则认为,训练幼儿学习某些句法结构(例如,补语从句)可以提高他们通过心理理论任务的能力1790.91。然而,怀疑的理由也是存在的。首先,最近的证据表明,语言网络与支持思考和推理的系统之间的分离在幼儿身上已经存在9293(方框3),这与在接近发展阶段思考依赖语言资源的可能性相矛盾。其次,一些在成长过程中没有接触语言的孩子仍然能够以复杂的方式进行推理。尤其是一些听力正常的父母所生的聋哑儿童,由于听不见说话,而他们的父母或看护人不懂手语,所以他们长大后很少或根本没有接触过语言,有时甚至好几年都没有接触过语言。缺乏语言接触会对认知的许多方面产生有害影响 94,95,这是可以预料的,因为语言是了解世界的重要信息来源 96,97。尽管如此,语言剥夺的个体毫无疑问地表现出复杂的认知功能能力:他们仍然可以学习数学,进行关系推理,建立因果链,并获得丰富而复杂的世界知识 98.99(另见参考文献 100,了解有关虐待儿童案件中语言剥夺的更具争议性的证据)。换句话说,缺乏语言表征并不从根本上使人不可能进行复杂的(包括符号的)思考,尽管推理的某些方面确实表现出延迟 101,102因此,在典型的发展过程中,语言和推理似乎是平行发展的(参见“人类和动物的交流和思维”以了解大脑进化的一致证据)。
最后,值得一提的是,学前婴儿103和许多动物物种(包括非人类灵长类动物104-108、鸦科动物109、110大象1ll和头足类动物ii2i3)都表现出令人印象深刻的推理和解决问题的能力,显然不需要语言,这进一步提出了语言或类似语言的系统对于复杂思维的必要性ll,1s
完整的语言并不意味着完整的思想上面讨论的证据表明,迄今为止测试的所有类型的思维都是可以在没有语言的情况下进行的。接下来,我们讨论语言和思维的双重分离的另一面:与语言介导思维的观点相反,完整的语言系统似乎并不意味着完整的推理能力。
图 2|请参阅下页标题
发育性和获得性脑疾病表明,即使语言能力基本完好,也可能存在智力障碍。例如,几种遗传性疾病的特点是智力障碍程度不同(唐氏综合症和威廉姆斯综合症等),但患有这些疾病的人的语言能力似乎很接近典型。即使观察到细微的语言缺陷,处理词义和语言结构构建的基本能力 - 语言思维假设中的能力 - 是完整的16。一些神经精神疾病,例如精神分裂症,会影响思考和推理能力,但对语言却没有影响”。最后,许多患有后天性脑损伤的人在推理和解决问题方面表现出困难,但似乎完全掌握了他们的语言能力。58 换句话说,拥有完整的语言系统并不意味着“免费”拥有思考能力:即使语言完整,思考能力也会受到损害(见参考文献 12 或来自大型语言模型的相关论点)。
语言是一种有效的沟通代码回顾了反对语言在思维中发挥作用的证据之后,我们接下来要讨论交流力量塑造了语言形式的证据。有效的交流代码应该易于生成和理解,同时对噪声(环境噪声或由不完善的处理机制引起的噪声)具有鲁棒性,并且必须能够被人们学习。正如我们接下来要讨论的,人类语言(包括口语和手语)都表现出所有这些属性,而这些属性体现在语言结构的所有层面,包括声音、词语和句法。
我们承认,语言为交流观并不能唯一地预测这些特性。然而,语言缺乏交流特征这一假设长期以来一直被一些支持语言为思想假说的人用作反对语言具有交流功能的证据。因此,总结目前关于语言缺乏交流功能的大量证据是很重要的。
图2|人类语言受到交流压力的影响。a,跨多个语义域的单词在复杂性和信息量之间进行权衡。这种模式与高效通信系统的预测一致(此处,针对语法数字标记域 i 3")。已证实的清单(黑点;大小对应于具有给定清单的语言数量(N))和未证实的系统(灰点)绘制在所有可能的语法系统的空间中。实现最佳权衡的系统位于帕累托边界(实线)上;线下方的阴影区域显示无法实现的权衡。DU,双重;GPAUC,更少量(一堆);PAUC,少量(少量);PL,复数;SG,单数;TR,试验。可选值以下标''显示。b,语言在跨语言方面最小化句法依赖长度 l 46。观察到的平均值基于对大型语言语料库的分析,我们绘制了四种类型学上不同的语言中 1 到 50 个单词的句子的依赖长度(每个图中的黑线)。对于语料库中的每个句子,通过对所有依赖项的长度求和来计算单个值,如图所示。红色虚线显示了一个随机基线,该基线是通过首先打乱单词、保留层次依赖结构并不允许交叉依赖项,然后重新计算依赖项长度 146 而创建的。所有线都使用广义加法模型进行拟合。在各种语言中(参考文献 146,来自 37 种语言的数据),观察到的依赖项长度都低于随机基线,这表明语言在进化以使依赖项更短,大概是为了方便生成和理解。c, 最小化句法长度的例子
这些特征在跨语言中都强烈存在。此外,有些交际特征很难根据语言主要用于内部思考的观点来解释。
从语言结构的最低层次开始,语言的声音分散在语音空间 l 22.123 中,这使它们能够以不易受到噪音干扰的方式携带信息,并有助于感知和理解。语言的声音库似乎也受到影响不同声音类别发音难易程度的因素的影响,包括物理环境 24 和与饮食有关的发音器官解剖变化 125。
对于词形,语言优先重复使用简短而有效的单词和词内声音序列 1。此外,频繁和低信息量的单词往往很短 12”。这些特性使得在生成和理解过程中易于检索单词(频繁出现的单词更容易从记忆中获取),并且易于进行发音(短词的能量成本较低,并且重复的声音序列可以作为块存储在运动记忆中,从而降低发音规划成本 128)。
就词义而言,词语通过在复杂性(获取或表达意义的成本)和信息量(词语选择意义的精确度和明确性)之间的权衡来优化交际效率。亲属词129 就是一个例子:不同语言沿着最优边界选择不同的解决方案,该最优边界由简单意义和形式意义之间的权衡定义(例如,挑选出家谱中独特成员的词语,如“外婆”)。自然语言的效率意味着,通常不可能使所有语言的亲属关系系统变得更简单而不传达更少的信息,反之亦然。颜色词130,131 和季节词132 以及封闭类词和语法标记133-136 也报告了类似的结果(图 2a)。词汇系统也表现出适应特定交流需求的特征,更密集地覆盖了特定社区所需的概念空间部分137,138。
句法是语言的一个组成部分,在关于语言是否最适合高效交流的讨论中,它一直是最具争议的组成部分。句法规定了词语如何组合起来才能表达出大量的含义——“有限手段的无限使用”139。句法的决定性属性——层次结构和组合——可能就是上面词义上下文中提到的相同压力的结果:不同语言中依赖关系长度的压力。上行,主谓宾语序语言的句法依赖结构(例如英语)动词出现在宾语名词之前;介词出现在宾语名词之前。在这里和其他例子中,单词的句法类别显示在每个单词下方,单词之间的关系用有向弧显示;关系类型标记在每个弧的上方。一个句子的总依赖长度是所有依赖距离的总和——例如,“Alfred”和“said”之间的依赖关系是1;对于非相邻词之间的依赖关系,依赖长度是中间词的数量加1。对于这个句子,有7个长度为1的局部依赖和3个长度为2的依赖,总的句子依赖长度为 7 6=十三 第二行,主语-宾语-动词语序语言(例如日语)的句法依存结构。动词出现在宾语名词之后;介词(后置词)出现在宾语名词之后。两种语序在自然语言中很少出现,可能是因为它们引入了长距离依存关系:第三行,动词出现在宾语名词之后,介词出现在宾语名词之前;第四行,动词出现在宾语名词之前,介词(后置词)出现在宾语名词之后。Comp,补语;Ind-obj,间接宾语;Mod,修饰语;N,名词;Obj,宾语;root,句子的词根;SComp,句子补语;Subj,主语; 五碳�米页 ,动词采用补语化参数; 五否 动词采取另一个论点; 五否,磷�埃页 动词带名词和介词参数;Prep,介词;Wh-pro,wh-代词(例如,'who')。
简单性(对学习能力至关重要)和表达力的压力
此外,世界语言中的各种句法模式也可以通过结合交流和认知压力来解释。一个典型的例子是语言倾向于最小化单词之间的依赖关系的长度。在任何给定的句子中,单词都根据语法规则组合在一起以形成更大的含义。例如,句子“Lana ate five apples”在“five”和“apples”之间存在依赖关系,但“Lana”和“five”之间没有联系,因为这些词在意义上没有直接关联。正如行为联盟143,144 或脑成像39.45 所测量的那样,更长距离的连接(中间有更多词的连接)增加了生成和理解的难度。可能由于这种认知成本,语言通过最小化依赖关系长度145,146(图 2b、c),已经进化得更高效,便于处理(即使用)。语法中保持依赖关系局部化的功能压力解释了词序中的几种普遍趋势147,148
其他例子涉及句子中基本元素的顺序——主语(施事者,大致),动词和宾语(动作的受事者,大致)——以传达复杂的含义。主语-宾语-动词顺序是世界上所有语言中最常见的顺序(大致)。 四十七% 在许多语言中(例如日语、波斯语和印地语),这种顺序似乎是一种认知上的自然默认顺序:不同语言的使用者在用手势表达事件意义时都使用这种顺序,新兴手语也有这种顺序150,151。Gibson 等人152 进一步为某些语言从默认顺序(主语-宾语-动词)转变为第二常见的顺序(主语-动词-宾语)(大约 41% 在许多语言中,例如英语、乌克兰语和普通话)。特别是在主语-谓语-宾语顺序中,在交流过程中出现信息丢失的情况下,听者可以使用位置线索(给定名词出现在动词之前还是之后)来重构谁对谁做了什么(参考文献 155-157 描述了在类似压力下得出的其他词序概括)。
反对语言作为交流系统而进化这一观点的一个常见论点是歧义的普遍性:大多数单词具有多重含义,许多句子(特别是较长的句子)具有多种可能的依赖结构。例如,乔姆斯基长期以来一直认为歧义的存在意味着语言主要用于思考而非交流,因为模棱两可的信号会妨碍交流。21.然而,根据语言用于思考的观点,人类语言中存在歧义实际上是意料之外的,因为我们的思想似乎不是模棱两可的。相反,语言中存在歧义是对语言的交流描述的自然预测。也就是说,歧义可以从数学上证明具有交流用途:它不仅允许说话者省略听者已知的信息(例如,从上下文中),而且还允许使用简短、易于产生的语言形式15。一个允许消除歧义需要的词汇量和语法量远大于人类语言系统,而这样的系统需要使用长单词和长句子来传达哪怕是简单的含义。例如,一种为消除歧义而构建的人工语言被证明过于复杂,人类无法学习,并且已经进行了多次修订,以使其具备学习能力。此外,具有多种相关含义的单词(如用作饮料和动词的“水”)的存在被认为有助于学习,因为习得一种含义将有助于习得另一种相关含义。这样,多种形式-含义映射的能力可能有助于维持丰富的词汇量。
我们承认,人类语言的某些特性也可能有非交流性的解释。例如,语言的组合性可能仅仅反映了思想中,甚至在低级、感知和运动系统中预先存在的组合性,161_尽管这种想法仍然与语言为思想的假设相反,因为方向性是相反的。
人类与动物的交流与思考跨物种的互动都需要一个交流系统,即感知和发射信号的机制以及从信号到意义的关联的存储。人类的交流系统无疑是复杂的,但语言是否赋予了我们一种新的推理形式(方框 1),还是语言仅仅反映了人类思想的独立复杂性?在这一观点中,基于先前的理论并结合过去二十年的证据,我们认为语言似乎对迄今为止测试过的任何形式的思想都不是必要的,并且语言不足以支持思想。此外,基于自然语言的许多特征似乎是为了有效地传递信息而进行优化的证据,我们认为交流是语言的主要功能。
认为语言只是一种交流系统的观点与人类语言的复杂性相吻合,这可能是由于语言进化的多面性所致,其中系统必须是有用的(能够表达人类思想的内在内容)和可学习的,人类应该能够利用预先存在的认知和神经系统的特殊优势和局限性来处理语言。相反的观点认为语言是思考的基础,这意味着我们物种与其他物种之间存在着明显的不连续性。这种替代观点将语言(也许是天生的)视为变化的机制,以及赋予人类一种新的心理计算表征格式的机制。
为什么语言和思维之间的密切关系对许多人具有直观的吸引力?有些人坚持认为人类在动物王国中是优越的(即,人类与其他动物在质量上而非数量上存在差异 64),尽管科学证据表明人类与非人类动物之间存在很强的生物学相似性 165,166。另一个原因可能与解释人类与非人类动物之间的差异时追求简约的愿望有关(补充信息中提供了其他原因)。特别是,人类与其他动物的不同之处在于其通信系统的复杂性以及他们的思想和认知。简约的解释倾向于单一因素的解释 - 例如,人类进化出了语言,认知的变化仅仅是语言的结果。然而,人类大脑进化的证据却表明,多个认知系统的复杂性同时增加。
相对于其他动物(包括非人类灵长类动物)的大脑,人类大脑的联合皮层(负责处理超出感知和运动控制范围的心理过程)已经显著扩张,且扩张程度不成比例 67。联合皮层横跨额叶、颞叶和顶叶,在人类大脑中,它包含多个大规模网络,即共同支持某些认知方面的大脑区域集合 7。语言网络28 只是这些网络之一。在表征支持人类认知能力的其他几个网络方面已经取得了重大进展,包括在“语言对于思考来说不是必要或充分条件”一文中讨论的非语言任务所依赖的网络。例如,有时被称为“多需求”网络的网络,支持多种目标导向行为,包括新颖的问题解决,该网络的受损会导致流体智力的受损168(图 1b)。数学和逻辑推理以及计算机代码的处理也借鉴了多需求网络7s-s3。其他此类网络包括“心智理论”网络,它支持社会推理,包括心理化或思考他人的想法(图 1b)和“默认”网络,其功能仍有争议,一些网络将其区域与情景投射联系起来,投射到未来世界,另一些网络将其区域与空间认知和推理联系起来。至少有些网络在非人类动物的大脑中具有同源物 172 - 跨物种功能架构的对应关系是神经科学的一项持续努力。然而,重要的是,多个大脑网络在人类进化的过程中已经扩展,并且这种扩展与各种认知能力的增加有关 173。这种扩展是否以真正平行的方式进行,或者一个网络的出现或扩展是否关键地推动了其他网络的扩展,尚不清楚,但前一种可能性可能更为合理,因为不同的认知能力可能增加了生存的可能性 - 包括社会成熟度(能够建模理解他人思想的能力、推断世界因果结构的能力、灵活的问题解决和未来规划的能力,以及更好的沟通能力。不管现代人大脑中不同认知网络扩展的确切时间线和顺序如何,支持我们与同类交流能力的语言网络与支持我们思考和推理能力的网络截然不同,这使得语言调节思考的观点不太可能实现。
结论总之,我们回顾了过去 20 年来有助于阐明语言在现代人类中的作用及其在人类认知中的作用的研究。失语症研究的证据表明,所有经过测试的思维形式在没有语言的情况下都是可能的,而 fM Rl 证据表明,参与各种形式的思考和推理并不会调动语言网络 - 一组在语言理解和生成过程中代表和处理词义和句法结构的大脑区域。此外,完整的语言能力并不意味着完整的思维能力。总之,这些证据表明语言不太可能成为任何形式思维的关键基础。虽然使用词语、句法结构或非语言符号可以促进某些认知任务的表现(方框 1),但语言与思考和推理是完全脱节的(与方框 3 比较,关于语言和思维介导的心理表征的性质的开放性问题)。我们还回顾了大量的研究,这些研究表明,人类语言的多种特性使得它们易于产生、易于学习和理解、简洁高效、对噪声具有鲁棒性。许多跨语言趋势 - 包括最小化依赖长度的趋势、对特定词序的偏好以及歧义的普遍性 - 很难在语言用于内部思考的观点下得到解释,而不诉诸于语言是如何被使用和处理的。
综合考虑这些证据,我们认为语言主要发挥交流功能,反映而非激发人类认知的标志性复杂性。语言并非为思考和推理提供关键基础,而是通过跨代传递获得的知识而改变了我们的物种。语言是知识传播的极其有用的工具,这一点毋庸置疑。这种传播的累积效应——知识的积累——以及我们社会和解决问题能力的提高,我们的评论表明,所有经过测试的思维形式显然都是在没有语言的情况下实现的,如果没有语言的外部使用所带来的累积文化,我们物种的成功不太可能实现。