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[摘要]句子理解的研究经历了传统研究范式和ERP研究范式。基于国内外学者的研究成果,本文对比句子理解的两种研究范式,并特别关注2005年至今的句子理解ERP研究的最新成果。
[关键词]句子理解 传统范式 ERP研究范式
一、引言
句子理解是语言整体理解的基本形式与核心。研究者们普遍认为句子理解主要涉及句法分析和语义分析心理过程, 其核心问题是句子中的语义内容和句法内容如何以及何时整合。大多数研究使用语义违例和句法违例研究范式, 试图通过局部单词或单词串的畸变,在保持句子完整性的基础上, 诱发句法分析与语义分析过程的认知冲突, 借此了解二者的交互作用。句子理解的研究经历了传统研究范式和ERP研究范式。基于国内外学者的研究成果,本文对比句子理解的两种研究范式,并特别关注2005年至今的最新研究成果。
二、传统范式下的句子理解研究
长期以来, 关于句子理解的研究形成了模块模型和交互作用模型对峙局面。具体地, 模块观点认为理解作为一个整体是许多不同模块作用的结果,每一个模块负责理解的某一个方面(Fodor, 1983)。根据这种观点,语法分析最初是由句法模块执行的,句法模块不受上层情境变量如句子的意义或一般常识的影响。另一种观点认为在理解过程中句法和语义交互作用(Britt, Perfetti, Garrod&Rayner,1992;Crain& Steedman,1985)。其中一种交互作用的观点被称为基于制约的模型(MacDonald, Pearlmutter&Seidenberg,1994; McClelland,1987)。这个模型认为在对句子进行语法分析的最初阶段,我们就会同时利用所有可获得的信息——句法的、词汇的、语篇的,还有非语篇的语言信息和情境信息(Tanenhaus,Spivey-Knowlton, Eberhard & Sedivy,1995,引自Carroll, D.W. 1999)。二者之间的争议很难解决, 部分原因在于很难获得语义分析和句法分析时间历程的直接证据。传统的反应时研究往往要求被试理解整个句子或判断整个句子的句法合理性。这样的整体性判断任务自然会同时受到语义变量和句法变量的双重影响, 反映了言语加工的综合结果, 因而无法揭示这两种心理过程的时间历程。同时, 反应时范式无法检测高速整合的甚至是处于无意识状态下的句子理解过程。因而所得的数据往往各持一端、争持不休。而语言的眼动研究技术恰恰想通过跟踪眼睛运动的轨迹来解决上述问题。利用这项实时研究技术,研究者发现了不同的眼动模式。如Ferreira和Henderson就发现,被试的第一次眼动往往反映出初始的句法分析活动,而眼睛的回视则反映出语义加工或语义引导下的句法加工。但是对这一结果的解释往往会导致模棱两可的结论:表面上似乎可以得出结论认为句法分析先于语义分析,但是没有充分的证据确保第一次眼动反应的是纯粹的句法分析过程。
三、ERP范式下的句子理解研究
1.ERP方法简介
ERP是大量的神经元产生的突触后电位的累积,反映了与刺激呈现时间同步的大脑电反应的信号,是对感觉、认知或运动时间反应中所产生的头皮电位变化的纪录。这些反应要么是正电位,要么是负电位,因此用P或N来命名反映它们的极性,不同的电活动反应时也有所不同。通常,这个反应时从与前一个刺激引起的电活动相比开始产生电位变化的时刻算起,或开始于神经元的活动到达相关刺激呈现后的最大电位值的时刻。电反应在更大程度上取决于涉及到的脑部位和电极所在的位置(Coulsonet al. 1998)。ERP的成分是多维度的, 可以形成地形图, 并且包括极性(正负)、波幅或峰值、波峰潜伏期及其头皮分布等多种记录指标。一般来说, 峰值反映大脑兴奋度,潜伏期则体现着神经活动与加工过程的速度与时间评价。ERP可以提供单位以毫秒记的脑电波, 具有精确的时间分辨率和多维探测指标,从而使语言的认知模型和它们的生理结构紧密地联系在一起。更为重要的是,ERP对任何语言功能异常开展实时研究。使用ERP研究认知加工有两种途径:一种是关注于某个脑电成分的研究, 考察这个脑电成分的属性、发生源和心理意义等, 如对句法加工相关的P600的研究, 叫做从ERP到认知研究(From ERP to Cogni-tion);一种关注于与某个认知过程有关的脑电差异的研究, 如通过不同条件下(如跨感觉通道(视觉—听觉)、跨语言(L1—L2;双语甚至多语表征))ERP波形的差异研究句子加工过程,叫做从认知研究到ERP(FromCognition to ERP)(Osterhoutet al. 1997)。与行为方法相比, ERP无需添加干扰任务即可提供语言分析过程的皮层活动数据。由于ERP高时间分辨率这一特点, 我们可以在语言理解的自然状态下对语言理解过程开展研究, 而无需割裂语言现象本身, 同时在根本上摆脱了实验材料的特殊性与实验任务的指向性所造成的数据倾轧现象。更为重要的是, ERP可以同时收集到行为资料和神经生理学资料。这样就有可能把行为表现和生理机制结合起来, 可以进一步研究行为的心理机制基础, 这样一来, 甚至外显的行为反应并不是必需的, ERP技术可测量“隐性”的加工过程, 通过ERP记忆效应的头皮分布可探索不同实验条件所诱发的不同神经活动的脑机制, 并且可在实验后根据设置的“事件”种类和受试的行为反应, 利用“离线”(off-line)分析法得到不同的分类ERP波形(刘燕妮、舒华2003)。
2.ERP研究范式下的句子理解
Kutas和Hillyard在1980年首次利用ERP对句子理解的心理机制进行了研究。自此以后, 许多研究都沿用她们提出的语义违例范式——尾词效应开展了以英语为主的重复验证, 发现语义违例会诱发一种明显的负波,其波峰为400ms(N400)。同时逐步发现句法违例与P600/LAN/ELAN相联结。90年代以来,研究者们开始将句法与语义违例整合在一个句子里加以研究, 研究重心也由名词转向动词, 出现了中间词引发的句法、语义双违例这样的新范式。
而现在, 在以ERP为核心的神经认知心理语言学方法的推动下, 有关句子理解的心理机制研究得到了极大推进。研究者们初步达成了以下共识:1)存在句法分析和语义分析这两个不同的心理过程。语义违例会产生N400效应,句法违例则在不同条件下分别产生LAN/ELAN效应和P600效应,或二者联合出现。2)句子理解基本上表现出平行加工趋向, 并且句法分析和语义分析之间存在交互作用。围绕着二者何时交互、如何交互、交互时以何种加工为主这一关键问题, 出现了两种不同的观点:句法中心说与语义中心说。句法中心说认为,句子理解表现为以句法分析为核心的三个阶段:初始句法结构的建构、语义整合与后期句法整合。语义信息虽然对句法分析有影响,但不具决定作用。而在语义中心论看来, 句子加工是语义驱动的。语义信息决定句法分析的处理, 句法分析虽然对语义信息有影响, 但不具决定作用。(常欣等,2006)
3.ERP范式下的句子理解研究最新成果
Korinna Eckstein et al.通过ERP考察了德语口语的韵律和句法信息的加工程序,旨在研究“在线”话语理解中韵律和句法是否存在交互作用。结果表明,在句子理解中,韵律和句法在后期的电波窗口有交互作用。Lea A. Hald et al.(2007) 在ERP 实验中研究了常识性知识的吸收和整合与当前语境中的信息整合的相关关系。结果表明:1)在“在线”句子理解过程中,来自长时记忆的常识性知识与局部的语境有交互作用;2)局部语境可以使得新的常识性知识更容易接受和整合;3)常识性知识与局部的语境互不能压倒对方。Zheng Ye et al.(2007) 通过ERP 研究(以汉语为例)得知,以结构为基础的语义违例引起了事后N400效应,而以词汇为基础的语义违例产生出更强的N400效应,而且在头皮的分布更加广。这些发现表明了,动词意义与前句语境的整合不仅受位于前面的与动词同时存在的实意词的语义特征的影响,而且还受出现了动词的句子的句法结构的语义特征的影响。本研究提供了在线证据支持语言的建构主义方法论,该理论主张句法结构可以有自己的(抽象)意义,并独立于其组成成分之一的实意词的词汇意义。Zheng Ye et al.(2008) 通过ERP研究(以汉语为例)得知,人们在句子理解的过程中利用了认知控制机制。当不相容的句子表征出现冲突的时候,重新分析过程就利用认知控制机制来监控和解决这些冲突,在ERP中就出现了持续的正波。另外,句子加工不仅受认知控制能力而且受句法结构的复杂性的影响。有不同控制能力的阅读者在句子理解中遇到冲突时会表现出不同的加工模式。Dorothee J. Chwilla通过这样的ERP实验:首先呈现配有语境背景的句子,然后紧跟着呈现一个被ERP所记录的受试句子,该句子描述新的合理的情景或新的不合理的情景(e.g., “The boys searched for branches/bushes [sensible/senseless] with which they went drumming…”).LSA(隐性语义分析)把既无联想上的相关也无语义上相关的新的合理语境与新的在熟悉度和语义的相似度上不合理语境相比较。抽象符号理论,如LSA并不能解释其对新的合理语境有促进作用,而Glenberg 和 Roberson 主张的“意义是来源于感知和活动的具体化理论”却起促进作用。实验结果表明:1)受试者可以建构不存在记忆里的新意义。2)这次ERP研究首次显示了N400对新意义有敏感性,而且,这些敏感性是即时产生的—也就是说,与联想、语义关系在相同的时间范围内同时发生的。3)该实验的N400效应支持了意义的具体化理论,而对仅通过参考已存的符号知识来发现意义的抽象符号理论提出挑战。
四、结语
句子理解的研究从传统研究范式走向ERP研究范式,使句子理解研究有了更科学的方法和更广阔的前景。ERP可以提供单位以毫秒计的脑电波, 具有精确的时间分辨率和多维探测指标, 从而使语言的认知模型和它们的生理结构紧密地联系在一起。更为重要的是,ERP能够在语言功能正常的情况下开展研究, 甚至可测量“隐性”加工过程, 在实验后利用“离线”(off-line)技术开展研究(Coulson S. et al., 1998)。然而,在今后的句子理解ERP研究中仍要注意四点:1)比较行为和ERP数据,此举可以将行为和神经活动联系在一起。首先进行阅读时间测量, 然后纪录ERP数据。2)应注意实验任务特异性对研究结果的污染问题。当前,研究者一般趋向于不要求被试进行任何语言判断, 这是由于判断任务本身也会导致结果的差异,即会采取更加间接的测验保持受试的注意力。3)应探究语言发展以及个体语言差异对句子加工的影响。4)在研究中要充分考虑工作记忆与句法加工的关系,控制语义加工对句法加工的影响。
参考文献
[1]Carroll,D.W., Psychology of Language[M].Foreign Language Teaching and Research Press,2000:135
[2]Coulson, S., J. W. King & M. Kutas.. ERPs and domain specificity: Beating a straw horse [J]. Language and CognitiveProcesses,1998,13(6): 653-672
[3]Lea A. Hald et al., The interaction of discourse context and world knowledge in online sentence comprehension. Evidence from the N400[J].Brain Research,2007,1146:210-218
[4]Zheng Ye et al.,The semantic processing of syntactic structure in sentence comprehension:An ERP study [J].Brain Research, 2007,1142:135-145
[5]常欣,王沛.句子理解的心理机制研究进展及其存在的问题[J].心理科学,2006:1010-1012
[6]刘燕妮,舒华.ERP与语言研究[J].心理科学进展,2003,11(3):296-302
[关键词]句子理解 传统范式 ERP研究范式
一、引言
句子理解是语言整体理解的基本形式与核心。研究者们普遍认为句子理解主要涉及句法分析和语义分析心理过程, 其核心问题是句子中的语义内容和句法内容如何以及何时整合。大多数研究使用语义违例和句法违例研究范式, 试图通过局部单词或单词串的畸变,在保持句子完整性的基础上, 诱发句法分析与语义分析过程的认知冲突, 借此了解二者的交互作用。句子理解的研究经历了传统研究范式和ERP研究范式。基于国内外学者的研究成果,本文对比句子理解的两种研究范式,并特别关注2005年至今的最新研究成果。
二、传统范式下的句子理解研究
长期以来, 关于句子理解的研究形成了模块模型和交互作用模型对峙局面。具体地, 模块观点认为理解作为一个整体是许多不同模块作用的结果,每一个模块负责理解的某一个方面(Fodor, 1983)。根据这种观点,语法分析最初是由句法模块执行的,句法模块不受上层情境变量如句子的意义或一般常识的影响。另一种观点认为在理解过程中句法和语义交互作用(Britt, Perfetti, Garrod&Rayner,1992;Crain& Steedman,1985)。其中一种交互作用的观点被称为基于制约的模型(MacDonald, Pearlmutter&Seidenberg,1994; McClelland,1987)。这个模型认为在对句子进行语法分析的最初阶段,我们就会同时利用所有可获得的信息——句法的、词汇的、语篇的,还有非语篇的语言信息和情境信息(Tanenhaus,Spivey-Knowlton, Eberhard & Sedivy,1995,引自Carroll, D.W. 1999)。二者之间的争议很难解决, 部分原因在于很难获得语义分析和句法分析时间历程的直接证据。传统的反应时研究往往要求被试理解整个句子或判断整个句子的句法合理性。这样的整体性判断任务自然会同时受到语义变量和句法变量的双重影响, 反映了言语加工的综合结果, 因而无法揭示这两种心理过程的时间历程。同时, 反应时范式无法检测高速整合的甚至是处于无意识状态下的句子理解过程。因而所得的数据往往各持一端、争持不休。而语言的眼动研究技术恰恰想通过跟踪眼睛运动的轨迹来解决上述问题。利用这项实时研究技术,研究者发现了不同的眼动模式。如Ferreira和Henderson就发现,被试的第一次眼动往往反映出初始的句法分析活动,而眼睛的回视则反映出语义加工或语义引导下的句法加工。但是对这一结果的解释往往会导致模棱两可的结论:表面上似乎可以得出结论认为句法分析先于语义分析,但是没有充分的证据确保第一次眼动反应的是纯粹的句法分析过程。
三、ERP范式下的句子理解研究
1.ERP方法简介
ERP是大量的神经元产生的突触后电位的累积,反映了与刺激呈现时间同步的大脑电反应的信号,是对感觉、认知或运动时间反应中所产生的头皮电位变化的纪录。这些反应要么是正电位,要么是负电位,因此用P或N来命名反映它们的极性,不同的电活动反应时也有所不同。通常,这个反应时从与前一个刺激引起的电活动相比开始产生电位变化的时刻算起,或开始于神经元的活动到达相关刺激呈现后的最大电位值的时刻。电反应在更大程度上取决于涉及到的脑部位和电极所在的位置(Coulsonet al. 1998)。ERP的成分是多维度的, 可以形成地形图, 并且包括极性(正负)、波幅或峰值、波峰潜伏期及其头皮分布等多种记录指标。一般来说, 峰值反映大脑兴奋度,潜伏期则体现着神经活动与加工过程的速度与时间评价。ERP可以提供单位以毫秒记的脑电波, 具有精确的时间分辨率和多维探测指标,从而使语言的认知模型和它们的生理结构紧密地联系在一起。更为重要的是,ERP对任何语言功能异常开展实时研究。使用ERP研究认知加工有两种途径:一种是关注于某个脑电成分的研究, 考察这个脑电成分的属性、发生源和心理意义等, 如对句法加工相关的P600的研究, 叫做从ERP到认知研究(From ERP to Cogni-tion);一种关注于与某个认知过程有关的脑电差异的研究, 如通过不同条件下(如跨感觉通道(视觉—听觉)、跨语言(L1—L2;双语甚至多语表征))ERP波形的差异研究句子加工过程,叫做从认知研究到ERP(FromCognition to ERP)(Osterhoutet al. 1997)。与行为方法相比, ERP无需添加干扰任务即可提供语言分析过程的皮层活动数据。由于ERP高时间分辨率这一特点, 我们可以在语言理解的自然状态下对语言理解过程开展研究, 而无需割裂语言现象本身, 同时在根本上摆脱了实验材料的特殊性与实验任务的指向性所造成的数据倾轧现象。更为重要的是, ERP可以同时收集到行为资料和神经生理学资料。这样就有可能把行为表现和生理机制结合起来, 可以进一步研究行为的心理机制基础, 这样一来, 甚至外显的行为反应并不是必需的, ERP技术可测量“隐性”的加工过程, 通过ERP记忆效应的头皮分布可探索不同实验条件所诱发的不同神经活动的脑机制, 并且可在实验后根据设置的“事件”种类和受试的行为反应, 利用“离线”(off-line)分析法得到不同的分类ERP波形(刘燕妮、舒华2003)。
2.ERP研究范式下的句子理解
Kutas和Hillyard在1980年首次利用ERP对句子理解的心理机制进行了研究。自此以后, 许多研究都沿用她们提出的语义违例范式——尾词效应开展了以英语为主的重复验证, 发现语义违例会诱发一种明显的负波,其波峰为400ms(N400)。同时逐步发现句法违例与P600/LAN/ELAN相联结。90年代以来,研究者们开始将句法与语义违例整合在一个句子里加以研究, 研究重心也由名词转向动词, 出现了中间词引发的句法、语义双违例这样的新范式。
而现在, 在以ERP为核心的神经认知心理语言学方法的推动下, 有关句子理解的心理机制研究得到了极大推进。研究者们初步达成了以下共识:1)存在句法分析和语义分析这两个不同的心理过程。语义违例会产生N400效应,句法违例则在不同条件下分别产生LAN/ELAN效应和P600效应,或二者联合出现。2)句子理解基本上表现出平行加工趋向, 并且句法分析和语义分析之间存在交互作用。围绕着二者何时交互、如何交互、交互时以何种加工为主这一关键问题, 出现了两种不同的观点:句法中心说与语义中心说。句法中心说认为,句子理解表现为以句法分析为核心的三个阶段:初始句法结构的建构、语义整合与后期句法整合。语义信息虽然对句法分析有影响,但不具决定作用。而在语义中心论看来, 句子加工是语义驱动的。语义信息决定句法分析的处理, 句法分析虽然对语义信息有影响, 但不具决定作用。(常欣等,2006)
3.ERP范式下的句子理解研究最新成果
Korinna Eckstein et al.通过ERP考察了德语口语的韵律和句法信息的加工程序,旨在研究“在线”话语理解中韵律和句法是否存在交互作用。结果表明,在句子理解中,韵律和句法在后期的电波窗口有交互作用。Lea A. Hald et al.(2007) 在ERP 实验中研究了常识性知识的吸收和整合与当前语境中的信息整合的相关关系。结果表明:1)在“在线”句子理解过程中,来自长时记忆的常识性知识与局部的语境有交互作用;2)局部语境可以使得新的常识性知识更容易接受和整合;3)常识性知识与局部的语境互不能压倒对方。Zheng Ye et al.(2007) 通过ERP 研究(以汉语为例)得知,以结构为基础的语义违例引起了事后N400效应,而以词汇为基础的语义违例产生出更强的N400效应,而且在头皮的分布更加广。这些发现表明了,动词意义与前句语境的整合不仅受位于前面的与动词同时存在的实意词的语义特征的影响,而且还受出现了动词的句子的句法结构的语义特征的影响。本研究提供了在线证据支持语言的建构主义方法论,该理论主张句法结构可以有自己的(抽象)意义,并独立于其组成成分之一的实意词的词汇意义。Zheng Ye et al.(2008) 通过ERP研究(以汉语为例)得知,人们在句子理解的过程中利用了认知控制机制。当不相容的句子表征出现冲突的时候,重新分析过程就利用认知控制机制来监控和解决这些冲突,在ERP中就出现了持续的正波。另外,句子加工不仅受认知控制能力而且受句法结构的复杂性的影响。有不同控制能力的阅读者在句子理解中遇到冲突时会表现出不同的加工模式。Dorothee J. Chwilla通过这样的ERP实验:首先呈现配有语境背景的句子,然后紧跟着呈现一个被ERP所记录的受试句子,该句子描述新的合理的情景或新的不合理的情景(e.g., “The boys searched for branches/bushes [sensible/senseless] with which they went drumming…”).LSA(隐性语义分析)把既无联想上的相关也无语义上相关的新的合理语境与新的在熟悉度和语义的相似度上不合理语境相比较。抽象符号理论,如LSA并不能解释其对新的合理语境有促进作用,而Glenberg 和 Roberson 主张的“意义是来源于感知和活动的具体化理论”却起促进作用。实验结果表明:1)受试者可以建构不存在记忆里的新意义。2)这次ERP研究首次显示了N400对新意义有敏感性,而且,这些敏感性是即时产生的—也就是说,与联想、语义关系在相同的时间范围内同时发生的。3)该实验的N400效应支持了意义的具体化理论,而对仅通过参考已存的符号知识来发现意义的抽象符号理论提出挑战。
四、结语
句子理解的研究从传统研究范式走向ERP研究范式,使句子理解研究有了更科学的方法和更广阔的前景。ERP可以提供单位以毫秒计的脑电波, 具有精确的时间分辨率和多维探测指标, 从而使语言的认知模型和它们的生理结构紧密地联系在一起。更为重要的是,ERP能够在语言功能正常的情况下开展研究, 甚至可测量“隐性”加工过程, 在实验后利用“离线”(off-line)技术开展研究(Coulson S. et al., 1998)。然而,在今后的句子理解ERP研究中仍要注意四点:1)比较行为和ERP数据,此举可以将行为和神经活动联系在一起。首先进行阅读时间测量, 然后纪录ERP数据。2)应注意实验任务特异性对研究结果的污染问题。当前,研究者一般趋向于不要求被试进行任何语言判断, 这是由于判断任务本身也会导致结果的差异,即会采取更加间接的测验保持受试的注意力。3)应探究语言发展以及个体语言差异对句子加工的影响。4)在研究中要充分考虑工作记忆与句法加工的关系,控制语义加工对句法加工的影响。
参考文献
[1]Carroll,D.W., Psychology of Language[M].Foreign Language Teaching and Research Press,2000:135
[2]Coulson, S., J. W. King & M. Kutas.. ERPs and domain specificity: Beating a straw horse [J]. Language and CognitiveProcesses,1998,13(6): 653-672
[3]Lea A. Hald et al., The interaction of discourse context and world knowledge in online sentence comprehension. Evidence from the N400[J].Brain Research,2007,1146:210-218
[4]Zheng Ye et al.,The semantic processing of syntactic structure in sentence comprehension:An ERP study [J].Brain Research, 2007,1142:135-145
[5]常欣,王沛.句子理解的心理机制研究进展及其存在的问题[J].心理科学,2006:1010-1012
[6]刘燕妮,舒华.ERP与语言研究[J].心理科学进展,2003,11(3):296-302