「認識語言」期末報告

以下介紹五個我在「認識語言」下半學期學到的重點。

1. Chomsky 和行為主義 (Behaviorism) 的對立

語言的學習是後天的 (nurutre)，還是天生就有的 (nuture) 學習能力？

行為主義興起的背景，要從佛洛伊德的時代開始談起，當時心理學是立足於潛意識等無法觀測的東西，因此很多科學家無法認同心理學屬於科學的一支。

在 Parlov、Skinner 和 Waston 等人的努力下，產生了行為主義學派。他們透過設計實驗來研究人或動物的行為模式，像是古典制約的實驗中，Parlov 的狗被制約，每次接收到搖鈴刺激 (stimulus)，就會不由自主的流口水。而 Skinner 進一步提出了操作制約，透過食物來讓老鼠自己學會按開關。

行為主義者宣稱，他們可透過制約，也就是給予 positive/negative reforcement，使人類學習，這屬於 stimulus-response learning。他們認為母語的學習也可以透過同樣的管道。

對此，Chomsky 有不同的看法，他認為語言的習得無法僅僅透過後天的經驗，先天的能力是必須的，因此他提出了 Universal Grammar。“What you know exceeds what you were taught."，舉例來說，小孩子會犯一些大人不會犯的錯誤，像是 “holded”，這是他們無法透過模仿習得，可以推論出他們先天具備一些學習語言的能力，像是統計、歸納等等。

Chomsky 說明了在語言的學習上，本能和經驗都是重要的。我認為他的想法是重要且具有突破性的，因為他不只影響了語言學的發展，更對心理學造成了重大的影響，他證明了行為主義是無法解釋所有現象的，讓心理學研究慢慢走出行為主義的框架。

2. Universal Grammar (UG)

Universal Grammar 是 Chomsky 的理論，為了描述所有語言的共同點。Universal Grammar 是由 principles 和 parameters 共同組成。

由於孩童學習語言的時間是有限的，且他們能得到的資訊量也是有限的，但他們能表達的語句，卻是無限的。可見，這些語句不僅僅是藉由經驗而習得，而需要藉由人類天生就有的 Universal Grammar，將得到的句子提取出一些共通的 principles。像是人們能判斷句子中的代名詞或是反身代名詞是在指誰，都是我們在學習時無法直接解釋的，這些天生就具備的能力，就是屬於 Universal Grammar。

但這些 principles 卻只能解釋語言具有共通性，而無法解釋語言的差異性，因此他在理論中加入了 parameters 的想法。

在英語中，是先表達動詞，然後才是受詞。然而，在日語中，兩者卻是相反的。又或是在英文中，我們會將 Where/Who 等疑問詞放在句子開頭，而在中文中，我們卻會任意擺放哪裡/誰/何時在句子的其他位置。這些現象無法被 principles 概括，因此我們有了 parameters。parameters 提供了孩童在學習時，能藉由聽到的資訊，將母語中沒有的 parameters 捨棄，讓他們能專注於學習母語中有的文法或發音。

我認為 UG 重要的原因在於它解釋了大部分的語言學習現象，但其發展卻極具挑戰，畢竟這個理論需要符合世界上的所有語言，所以每當科學家舉出一個反例時，這個理論就必須做出修改，因此這個理論勢必逐漸簡化成現今的模樣。

UG 到底是如何演化出來的，我認為這是一個滿有趣的問題。人腦中的 Universal Grammar 到底是愈來愈複雜，又或是愈來愈簡化呢？如果按照我對 Universal Grammar 的認識，有了 parameters 的幫助，或許 principles 是可以發展成愈來愈多的？

3. 嬰兒的語言發展階段

嬰兒的母語發展有幾個重要的階段：

在懷孕的最後幾週，嬰兒的聽力系統已接近發育完全，因此他們就會開始聆聽外界聲音，剛出生的嬰兒就對母語有偏好。
3 個月：larynx lowerling，嬰兒的喉頭會下降，他們能發出更多的聲音。
6 ~ 10 個月：phoneme comprehension，嬰兒開始失去辨識母語以外的音的能力，不再能分辨所有語言中的音，這讓他們能更專注於學習母語。
6 ~ 12 個月：他們透過 Babbling 來學會發音。
1 歲多時他們能一些單詞 (1-word)。快 2 歲時，他們會說兩個詞的句子 (2-words)。
2 ~ 2.5 歲時，telegraphic stage，他們的單字量迅速擴增，並且能組合成完整的句子，儘管文法不一定正確。
2.5 歲後：他們開始發展像成人的語句，並且已習得大多數文法規則，但他們會出現 over-generalization 的狀況，也就是有了像 “goed” 或是 “holded” 等成人不會犯錯誤。

科學家是如何針對不會說話的嬰兒進行研究呢？他們有幾種有趣的研究方式，例如：

Pacifier experiment：他們利用嬰兒吸食奶嘴的速度來研究嬰兒對事物的興趣，例如他們在聽到的聲音從 /ba/ 變成 /pa/ 時，他們會改變吸食速度。
Head-turn Experiment：科學家可能藉由讓嬰兒學會某些規則，例如聽到 ABA 時，玩偶會出現在左方，反之，聽到 AAB ，則會出現在右方。之後，在透過紀錄嬰兒轉頭的方向，來實驗嬰兒是否能學會規則。

這幾個發展的階段，有解釋到幾個我以前無法理解的疑問。首先，我了解到我們長大後學習語言，為什麼無法達到學母語一樣的成果。接著，我也理解到人類演化出喉頭下降是非常重要的，像是我們的近親 - 猿類，就沒有這個演化結果，這讓他們有些音是發不出來的（例如：/i/、/a/、/u/）。而這個演化其實是對人類高風險的，因為這會干擾消化道和呼吸道分離。但他卻出現在三個月大時，以適者生存的角度來看，語言對於人類的生存是非常重要的。

非常有趣的一點是，全世界的嬰兒都是用相近的時程來發展，顯然這些都是演化的結果。在上課中有提過，猿類對語言的學習至多是線性的結構，無法像人類一樣有階層狀/洋蔥狀的結構，也無法創造太長的句子。有些好奇有沒有研究能知道這樣的大腦發展的演化和人類發音器官構造的演化，究竟是誰先誰後？還有是否有其他生物一樣有 phoneme comprehension 的現象？

4. 雙母語嬰兒的認知能力

在討論雙母語和單母語嬰兒的認知差異前，我們需要先定義認知能力是什麼？

Executive functions (EF) 是認知心理學中，對於人類一些認知能力的統稱，包含了管理工作記憶、控制衝動、能處理多項工作（能快速轉換）的能力。這些能力主要是由前額葉所控制。

根據研究，雙母語和單母語嬰兒習得母語的所需時間是相近的。這是由於雙母語的學習會刺激認知能力的發展，而發展較好的認知能力也有助於雙母語的學習。

嬰兒在雙母語環境下，他的大腦需要處理兩種語言，因此需要前額葉的幫助，使得嬰兒能快速在兩種語言中切換。根據 Kovács & Mehler 對 7 個月大的研究，當同時有兩個規則時，單母語環境的嬰兒只能學會較簡單的那種，而雙母語嬰兒能學會兩種，得到了雙母語嬰兒有較佳 EF 的結論。

很重要的一點是，根據科學家的研究，EF 的發展最快速的時期是在 6 歲前，因此父母在 6 歲前給予嬰兒適當的刺激有助於發展他們的 EF，像是唸外語故事書就是很好的方式。而對於雙語的人，就算他們長時間只使用單一語言，但他們的前額葉仍需要去抑制另外一種語言，因此研究也指出雙語的人比單語的人得到老年癡呆的平均年齡晚 4 年。

我很好奇的一點是，人類嬰兒學習語言的能力和其認知能力是相輔相成的，那他們最多能學習多少種語言才會達到認知能力的極限？

5. Finite State Grammars (FSGs)

Finite State Grammar 是 Chomsky 提出的概念。我們都知道，句子是由 finite 的字詞組成而成，但其組成方法是無限的。對於一個有限長度的句子，我們可以透過一種特殊的 finite state machine 生成，這種 finite state machine 運用了 transition probability (TP) 的概念，藉由 TP 來定義一種 Markov chain。

然而，這種想法是無法實際運用在生成自然語言，他遠遠不足以表達人類的文法。由於 FSGs 只能藉由上一個狀態去決定下一個狀態，故在定義狀態時，只會是線性的，無法表達出階層的概念，也無法透過機率去生成合乎文法的句子，像是不同時態的 is/was，出現在某個名詞後面的機率會是相近的。因此，最後有了 Phrase Sturcture Grammars (PSGs)，讓句子能嵌入進句子中，有了階層狀的結構，而能表達出字詞間的關聯性，不在侷限於相鄰的字間。

FSGs 的重要性在於，他提供了一種簡單的運算方式，讓電腦能生成語句。且他將一些遞迴的想法，透過 state diagram 中的 cycle / loop 來達成。

句子的組成無法用 Finite State Machine 來表達，但英文的構詞是否能用 Finte State Machine 來找到一些規則？

Feedback

因為提出的問題不錯，所以得到 94 分。

有些好奇有沒有研究能知道這樣的大腦發展的演化和人類發⾳器官構造的演化，究竟是誰先誰後?

應該是發音器官的演化比較早，因為喉頭下降的生理現象雖然黑猩猩與猿類沒有，但是在其他的生物上有歐！例如鹿類就有，但是在其他生物上演化出此生理特徵不是了語言，而是為了增加吼叫聲的威嚇力，讓敵人感覺你的體積龐大，由於有這個另外的演化動力，所以學者的假說是發聲器官的改變早於大腦演化。

是否有其他⽣生物一樣有 phoneme comprehension 的現象?

其他的生物也會有phoneme comprehension的categorical perception的現象！