本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点。
1988年,一位三岁的孩子被带到印第安纳州布卢明顿市一所大学心理学系色彩鲜艳的测试室。一个小玩具被拿出并放在孩子面前的桌子上。这个玩具是木制的,蓝色的,大约两英寸见方,呈 U 形。“这是一个 dax。”研究人员选择了一个容易发音的词,但肯定是孩子们从未听过的词。然后,又拿出了七个其他玩具。其中一些玩具与 DAX 的形状相同,但更大或更小。有些玩具的尺寸相同,但由布或海绵而不是木头制成。有些玩具的尺寸和纹理与最初的 DAX 相同,但形状不同。研究人员一个接一个地拿起玩具,并问道:“这是一个 dax 吗?” 有时,研究人员会同时拿起两个新玩具,并问道:“这些玩具中哪个是 dax?”(“Dax”或“dax”用于表示标签,而 DAX 用于表示物体。)
这项实验由哥伦比亚大学(现约翰·霍普金斯大学)的心理学家Barbara Landau,以及印第安纳大学的Linda B. Smith和Susan S. Jones进行,是首批表明幼儿在学习词语名称时关注物体哪些特征的实验之一。孩子们(以及后来的实验中的成年人)概括了 DAX 的形状,而不是其尺寸或纹理。任何大致呈 U 形的玩具都可以被认为是 DAX。虽然发展心理语言学家对于形状偏好的来源存在巨大的争议,但人们认为这种偏好解释了人类儿童学习将标签应用于整个物体类别的基本方式(例如,通过了解特定的杯子来概括称为杯子的物体类别)。孩子们能够快速有效地做到这一点。他们可以在仅仅一次偶然的例子后就学会物体的标签,这要归功于一种称为快速映射的过程。从生命的第二年开始,典型的说英语的孩子每天可以向她的词汇库中添加大约十个新词,直到她在高中毕业时达到平均六万词的词汇量。
人类不是唯一能如此轻松地学习物体标签的物种:狗也能做到。Rico是一只边境牧羊犬,它知道大约两百个不同物体的标签。当要求 Rico 取回一个他从未听过的词时,他自动推断出新词属于他从未见过的物体。Chaser,另一只边境牧羊犬,拥有近一千个词汇的词汇量,并且可以将物体分类到更高阶的类别中,例如“玩具”。
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狗狗是否表现出与人类儿童相同的形状偏好?
现在,英国林肯大学的Emile van der Zee及其同事着手确定狗狗和人类是否以相同的方式概括词语。狗狗学习词语的效率几乎与人类儿童一样高,这确实令人印象深刻,但 van der Zee 推断,人类词汇学习中有一个重要的方面尚未在狗身上得到证实:形状偏好。他写道:“尽管这些发现似乎表明狗和人类在词语理解方面存在质的相似性,但迄今为止尚未在狗身上研究一种表征人类词语理解质量的、已确立的特征:将指称物体的词语的含义与物体形状联系起来的偏好。”
为了了解狗狗是否像人类一样对物体进行分类,van der Zee 回到了 Landau、Smith 和 Jones 在 1988 年进行的原始实验。只不过这次,实验参与者是一只名叫 Gable 的五岁边境牧羊犬。Gable 的主人自豪地声称他们的狗知道五十四个不同物体的标签。为了确保 Gable 不仅仅是一只犬类“聪明的汉斯”,研究人员知道他们的第一个实验必须确定这只狗确实拥有大量的词汇量。他正确地取回了五十四个物体中的四十三个,准确率高达 80%,令人印象深刻。他只在五个场合选择了不正确的物品。在剩下的六次试验中,他根本没有取回任何物品,而是犹豫、呜咽,或似乎在等待进一步的指示。
撇开这些,研究人员着手复制最初的 DAX 实验,并进行了一些修改。他们使用的 DAX 比 1988 年的原始版本更大,这样就不会造成窒息危险。此外,他们没有使用海绵作为替代纹理之一,因为这也会造成窒息危险,而是使用了各种布料纹理。
在被教导“dax”这个词与 DAX 物体之间的关系后,Gable 熟悉了六个替代物体中的每一个。他被呈现来自七个物体集合中的十对物体,并简单地要求取回“dax”。与将“dax”概括为与原始 DAX 形状相似的物体的人类儿童和成人不同,Gable 在他被给予的十次试验中的每一次都将“dax”概括为尺寸相似的物体。也就是说,他忽略了形状和纹理,而是依靠尺寸来确定哪些物体可以被认为是 DAX。Gable 没有表现出形状偏好,而是表现出尺寸偏好。
为了排除 Gable 的尺寸偏好仅仅可以用天生偏爱较小物体的可能性来解释,研究人员进行了第三个实验,该实验直接将形状与尺寸进行对比(消除了纹理作为可能的干扰因素)。他们还使原始物体更大。如果 Gable 的表现可以用偏爱小物体来解释,那么即使在对较大的物体进行训练后,他也应该更喜欢这个实验中的小物体。这次,原始物体是 L 形的,被称为“gnark”。
与之前的实验一样,Gable 将“gnark”这个词概括为其他中等尺寸的物体,而不是其他 GNARK 形状的物体。也就是说,尺寸偏好在这个实验中得到了证实,并且由于他可靠地选择了中等尺寸的物体而不是小尺寸的物体,因此这种偏好不能仅仅用偏爱小物体来解释。
DAX 的后续
在第三个实验之后,研究人员收拾东西回家了,带走了 DAX 和 GNARK。但在四个月后,他们返回并将 DAX 交给 Gable 和他的主人玩耍。在那之后的三十九天,研究人员最后一次返回。在经历了 5 周的熟悉阶段后,Gable 是否还会像最初学习词语-物体关联后十分钟那样,对 DAX 表现出尺寸偏好?他们像以前一样重复了他们的实验。
在六次试验中的六次,Gable 都从他其他的物体中正确地挑选出了 DAX,表明在三十九天后,他已经在脑海中牢固地重新建立了标签-物体关联。然而,当涉及到关键实验时,情况却有所不同。他实际上并没有表现出尺寸偏好,而是表现出了纹理偏好!
van der Zee 推断,长期的词语-物体学习过程可能会导致与短期学习过程截然不同的物体处理心理过程。显然,还需要进行更多的工作,以观察在 Gable 身上观察到的模式是否可以在其他狗身上看到,并更仔细地描述短期关联使用的特征与长期关联使用的特征不同的原因。“因此,Gable 的词语概括和词语知识发展与人类发现的不同,”他说,这表明与家犬相比,人类构建词语理解技能的方式可能具有独特性。
人类和狗将词语与物体联系起来的方式之间的差异可能归结为每个物种最初感知物体的方式。人类主要依靠视觉来识别物体,这使得物体形状成为负责创建这些关联的心理机制可用的最突出的特征。因此,当我们学习一个新物体的名称时,我们的认知系统会识别出物体最明显的视觉特征,并形成关联。然而,狗可能更多地依赖嗅觉和触觉特征,而不是视觉特征。由于这些实验中的所有物体闻起来都完全相同(根据设计),Gable 可用的最突出特征可能来自用嘴操纵它们。然后,他的认知系统可能已经将诸如咬合尺寸或舌头感觉到的物体纹理等特征识别为最突出的特征,并使用这些特征来创建词语-物体关联。
如果 van der Zee 是正确的,那么语言的一些结构特性可能会受到人类思维和大脑的基本感知生物学的约束。对于一个较少依赖视觉来识别物体,而更多地依赖声音或触觉的物种来说,语言会是什么样子?
van der Zee E, Zulch H, Mills D (2012) 狗狗的词语概括(犬科动物):形状重要吗? PLoS ONE 7(11): e49382. doi:10.1371/ journal.pone.0049382
Landau B., Smith L.B. & Jones S.S. (1988). 形状在早期词汇学习中的重要性,《认知发展》,3 (3) 299-321. DOI: 10.1016/0885-2014(88)90014-7
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Gable 和玩具的照片版权归 Sally Smith 所有。其他图像,包括页眉,改编自 van der Zee 等人 (2012) 的研究。