鲸歌中隐藏着人类的语言规律

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撰文｜科迪·科捷（Cody Cottier） 

翻译｜王越

尽管人类语言千差万别，但它们都遵循着一些通用规则。这些规则比我们通常所知的语法和句法更为基础，它们植根于统计规律，可以预测我们使用某些词汇的频率以及这些词汇的长度通常是多少。这些规律如同内置的“护栏”，确保语言易于学习和使用。

现在，科学家在鲸鱼的歌声中也发现了相同的规律。两项新研究表明，人类与鲸类在声音交流方面演化出了惊人般相似的解决方案。以色列希伯来大学的心理学家茵芭尔·阿尔农（Inbal Arnon，其中一项研究的合著者）指出：“新发现恰好支持这种观点：我们不应将人类语言视为完全独立的现象，而更应关注它与其他交流系统之间的共性。”

在一篇发表于《科学》（Science）的论文中，阿尔农的研究团队分析了在南太平洋新喀里多尼亚海域记录的座头鲸歌声，时间跨度达到八年，发现其歌声严格遵循齐普夫频率定律（Zipf's law of frequency）。这一数学幂律是人类语言的一个显著特征，体现在我们使用词汇的频率上：任何语言中最常用词汇的使用频率是第二常用词的两倍，是第三常用词的三倍，以此类推。

但在分析这些录音之前，研究人员首先需要从一连串怪异的嘟囔、尖锐的高音和低沉的呜咽声中，识别出类似“词语”的片段（尽管这些声音并不具备实际含义）。科学家发现自己面临着新生儿初学语言时的困境——于是，他们很自然地从新生儿的行为中寻求启发。阿尔农解释道：“人类婴儿接收到的是一连串连续的声学信号，他们必须弄清楚‘词语’在哪里。”

人类婴儿利用的策略在语言学中被称为 “转移概率”（transitional probabilities），即捕捉成人说话声音中的非常规组合。每当识别出成年人语言中较为少见的音节组合时，往往就定位到了词语之间的分界，因为特殊的音节转换很少会出现在某一单词的内部。

当研究者仿照人类婴儿的方法来分析鲸鱼的歌声时，数据与齐普夫频率定律完美吻合。研究人员将原始数据随机打乱1000次生成对照样本，所有打乱后的数据都完全无法匹配齐普夫频率定律，这强有力地证明了这种规律出现的非随机性。“我们都惊呆了，”苏格兰圣安德鲁斯大学鲸歌专家艾伦·加兰（Ellen C. Garland，研究合著者）坦言，“虽然有证据表明这种规律出现在鲸歌中的可能性，但我们压根没想到真的会成功。”

为何鲸类与人类会独立演化出相似的交流行为？要知道，二者最近的共同祖先也要追溯至约1亿年前，一种类鼩鼱的生物。遵照齐普夫频率定律分布的词汇，似乎有助于婴儿对语言的掌握。一些语言学家推测，正是这种易于学习的特性，促成了如今词汇分布的规律。“当输入的信息按这种方式组织时，你的学习效率会更高。”英国爱丁堡大学的认知科学家西蒙·柯比（Simon Kirby，研究合著者）解释道。

换言之，语言结构可能很大程度上是代际传递方式的产物。因此，研究团队推测，齐普夫频率定律不仅存在于人类语言中，也可能出现在任何通过文化学习（个体间传授）掌握序列发声信号的动物中，例如鸣禽、蝙蝠、大象、海豹、海豚及鲸类。柯比称它们为“奇特物种大杂烩”。而其他大多数通过声音交流的动物（狗，青蛙和鱼类等）使用的发声信号被认为是基因预设，而非后天习得的。

我们现在知道，至少鲸鱼与我们的交流系统共享一个关键要素，这一发现契合了在科学家间日益普遍的观点：人类并非我们想象中那样独一无二。人类的语言能力实则建立在多种生理与认知特征的组合之上，其中许多特征广泛存在于动物界。

在美国石溪大学博士后梅森·扬布拉德（Mason Youngblood）发表于《科学·进展》（Science Advances）的另一篇论文中，展示了鲸歌另外两项与人类相似的语言特征：其一是简洁律——人类语言中某一词汇的使用频率与其长度呈反比；其二是门泽拉特定律（Menzerath’s law）——语言结构（如句子）越长，其组成单元（如从句）就会越短。

扬布拉德发现这两种模式在座头鲸的歌声中尤为显著，但也存在于其他鲸类之中。他解释道：“这些规律揭示了动物如何以最短的时间和最少的能量传递尽可能多的信息。”

尽管将鲸歌与人类语言进行类比看上去有一定的合理性，但研究者也提醒不要过度解读。“鲸歌不是语言，”加兰直言。她指出，尽管鲸鸣显然承载某种意义，但多数专家认为其远未达到人类语言的深度与复杂性。最关键的是，座头鲸的声音无法像人类语言那样，能用无数种不同的方式重组来表达新的概念。一首完整的鲸歌毋庸置疑能传达明确的信息，但其中的“词语”似乎缺乏独立含义。从这个角度看，鲸歌更近似于音乐，而音乐也恰巧遵循齐普夫频率定律。

尽管如此，鲸歌与人类语言之间的相似性依然令人震撼。英国圣安德鲁斯大学生物学家卢克·伦德尔（Luke Rendell，未参与研究）认为，这些发现或许“揭示了演化过程中的一种深层规律：生物会趋同演化出某些特定的学习机制，或者演化本身就被限制在某种特定的学习机制之中。”换句话说，对鲸歌的研究或许能够为我们实现物种之间的复杂交流提供一种可能性。

柯比在此基础上进一步提出，齐普夫频率定律及其他语言法则可能是“文化演化系统的指纹”，凡是突破文化学习阈值的动物都可能具备。“这很可能是认知系统组织形式的基本特征。”他补充道。

本文选自《环球科学》5月刊“前沿”栏目。