本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
……以及狗狗学习词汇能告诉我们关于人类语言进化的什么?
学习一个新词涉及到什么? 考虑一下“老虎”这个词,一个已经具备一定词汇量(至少是关于动物的词汇)的孩子正在学习它。首先,孩子必须在心理词库中创建一个新的条目——首先,“老虎”是一个词。他必须将其归类为名词。它必须被归类在“动物”之下(一个上义词),并与其下义词相关联,例如“苏门答腊虎”。然后,当然,孩子必须学习“老虎”这个词实际指的是什么*东西*。现在,各种概念类别可能需要重构。之前,孩子可能将老虎称为“猫”,但现在孩子必须在概念上区分猫和老虎。有时,孩子必须在没有明确指导的情况下完成所有这些;他或她可能会在不经意间或在谈话过程中接触到一个词。早期的研究表明,孩子们确实能够在仅仅接触一次后就学会新词。正如你所看到的,学习一个新词需要学习大量的新信息。
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儿童在一次接触后学习新词的过程称为“快速映射”。而孩子们“快速映射”的速度非常快,而且频率很高。从2岁起,典型的以英语为母语的儿童每天会向其词汇量中添加大约十个新词,直到他们高中毕业时达到平均60,000个词的词汇量。
快速映射的能力是语言学习独有的,还是反映了其他动物可能拥有的更一般的认知学习技能?认识一下里科。
里科,一只边境牧羊犬,出生于 1994 年 12 月。在进行这项研究时,它大约 10 岁。它在 10 个月大的时候首次开始学习取物,当时它的主人会将各种物品放在房间周围,并要求狗取回其中一件。如果它取回了正确的物体,它会得到食物或关注的奖励。多年来,它接触的物品越来越多,到这项研究进行时,它的主人报告说,它知道 200 多件单个物品的标签,主要是玩具和球,它可以在被要求时正确取回。然而,目前尚不清楚里科只是在回应主人微妙的行为暗示,还是实际上知道物品的词语。里科是现代犬类的聪明汉斯版本吗?
实验 1 旨在评估里科在精确控制的条件下检索各种物品的能力,以确保它的主人不是在无意中暗示它正确的答案。主人带着里科在一个房间里等待,而实验人员在第二个房间里布置了一组八件里科的物品,然后加入主人和狗。然后,主人要求狗从隔壁房间里取出两件随机选择的物品(从设置的可能物品集中)。这确保了当里科寻找合适的物品时,它看不到主人或实验人员。它总共正确检索了 40 件物品中的 37 件,表明它确实知道这些物品的标签。令人惊讶的是,里科的词汇量比任何其他被研究的狗都大,并且可与接受过语言训练的猴子、海豚、海狮和鹦鹉的词汇量相媲美。
实验 2 探讨了里科的快速映射潜力。设置相同,但这次包括一个里科以前从未见过的新物品(并且它不知道这个物品的名字),以及七个熟悉的物品。在 10 次实验中的每一次,每次都引入一个不同的新物品,总共 10 个新物品。每个实验有 8 次试验(每个物品每次设置一次试验),总共 80 次试验。当然,里科在每次实验之间会休息。
在这个视频中,里科首先被指示取回两个熟悉的物品:首先是“tyrex”(蓝色恐龙),然后是“weihnachtsmann”(红色小娃娃)。随后,使用一个新词(“sirikid”)来要求它取回新物品,即白色兔子。也许现在应该提一下,里科和他的主人住在德国。里科在第一次实验中成功地检索了正确的新物品(白色兔子),并在另外 10 次实验中的 7 次中继续为其他新物品这样做。太棒了!实验人员推断,它能够根据排除学习将新词与不熟悉的物品联系起来,因为他已经知道熟悉物品的名字或者这些物品不是不熟悉的。
实验 3 在四周后进行,旨在评估里科对新词和新物品之间关系的保留情况。实验 2 中的三个新物品再次在这个实验中使用。同样,程序与实验 1 和实验 2 相同。目标物品,以及四个额外的新物品和四个熟悉的物品被布置在房间里,总共九个物品。和以前一样,里科首先被要求取回一两个熟悉的物品,然后再被要求取回目标物品。里科在六次实验中的三次中正确地检索了目标物品。值得注意的是,在失败的试验中,里科从未在被要求取回目标物品时取回熟悉的物品;它总是取回其他不熟悉的物品之一。百分之五十的成功率似乎并不高,但考虑到它在类似任务中的成功率与三岁的人类相当。
总的来说,这些实验表明,里科始终如一地学会将任意的声音模式(即人类的词语)与特定物体联系起来。它在获取物体名称方面的丰富经验显然使它认识到物体是有名称的。此外,它已经能够根据排除法学习新词与新物体之间的联系。它还能够将这种联系存储在记忆中,因为它能够立即以及一个月后从一组熟悉的和不熟悉的物品中正确检索到目标物品。
里科惊人的词汇学习能力可能是“非凡的头脑”或它在学习词语-物体关系方面的丰富经验的结果。即使是这种情况,对于任何其他认知能力,里科的表现也可以分解为它的组成部分
(1)物体有标签的原则,
(2)一种由排除原则驱动的通用学习机制,以及
(3)将知识存储在长期记忆中的能力。
当然,幼儿对词语及其功能有着比里科更广泛的理解。例如,幼儿(甚至婴儿)可以根据名词和动词的声音结构轻松区分它们。儿童还能够在言语中有效地使用新学的词语,而狗显然不会。然而,这项研究表明,将意义附加到特定声音的能力可能比灵活产生这些声音的能力出现得更早,并且独立于后者而进化。人类在开始说话之前,可能就已经存在一些构成言语理解基础的感知和认知构建模块。人类儿童用来学习新词的复杂语言技能,可能取决于至少在另一种物种(家养犬)中也存在的更简单的认知构建模块。
卡明斯基,J.、卡尔,J. 和费舍尔,J.(2004)。家犬的词汇学习: “快速映射”的证据科学,304(5677),1682-1683。DOI:10.1126/science.1097859