转发分享 | 司富珍：语言与人脑科学研究中的“伽利略谜题”
The following article is from 外国语 Author 司富珍
编者按
《理论语言学五道口站》（2024年第14期，总第313期）为大家转载分享《外国语》期刊新近发表的《语言与人脑科学研究中的“伽利略谜题”》一文，作者为北京语言大学语言学系司富珍教授。文章从语言与人脑科学产生的历史背景出发，重点评述了这一学科中的一个核心话题“伽利略谜题”，阐明了其在人脑科学研究中的重要性以及语言外化的复杂性。研究主张重视强式制图研究策略，以期为深入理解“伽利略谜题”提供更多的证据支持。
本次分享已由公众号外国语授权转载。
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作者简介
司富珍，北京语言大学教授，语言与人脑科学专业博士生导师，博士后合作导师。近期研究兴趣：句法制图理论、乔姆斯基语言学与哲学思想、语言与人脑科学相关理论论题。
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文章内容
语言与人脑科学研究中的“伽利略谜题”
1.语言与人脑科学产生的历史背景
人类对语言与脑关系的思考由来已久，但作为独立的学科，语言与人脑科学在许多方面还处于建构和探索的过程中，有很多重要的基础性理论问题都需要深入思考。这些基础性理论问题具有跨学科的性质，应该由多个学科的专家学者共同参与和协作研究。这里不可能也不打算一一论及这些基础性理论问题，而只选取其中一个核心话题，即Chomsky（2017：1−7）所说的“伽利略谜题（Galilean Challenge）”，进行评述，目的是引起更多人对语言与人脑科学这一交叉学科及其重要论题的关注。同时顺便提及：强式制图策略在演示和解释“伽利略谜题”所涉及的外化现象方面可以发挥独特的理论优势。
关于“语言与人脑科学”这一二级学科的名称，或许有人会问，“人脑科学”与“其他类型的‘脑科学’”有什么分别？为何“伽利略谜题”是将“人脑科学”与其他类型的“脑科学”区分开来的核心话题？关于第二个问题将在关于“伽利略谜题”的评述中做出回答。这里先来简述为何要以“人 脑 科 学”为 名。其 实 借 用 纽 约 一 家 名 为“区 域 神 经 病 学 联 合 体（Regional Neurological Associates/RNA）”的机构在其网站(What is Brain Science? —Regional Neurological Associates）发表的一段话可以很好地回答这一问题：“尽管所有动物都有脑，但人脑却是宇宙间独一无二的，并且也是最为复杂的（虽然这一点还存在争议）”（While every animal has a brain, the human brain is unique and arguably the most complex thing in the universe）。
早在 20 世纪 90 年代，我国学者束定芳、张逸岗（1994）、陈树民、袁浩（1997）等就曾专门讨论“人脑科学”的最新发现及其对语言学研究和外语教学研究的启发。刘昌、翁旭初（1999）在认知神经科学研究视角下专门探讨“人 脑”功能磁共振成像的价值和意义。在国外，Hall（2013）、Philip（2015）、 Beauregard（2018）、Foster-Gilbert（2019）等也都强调“人脑科学”（human brain science或 science of the human brain）与其他类型的“脑科学”之区别。使得“人脑”与其他动物之“脑”区别开来的最重要的标志之一是其“有限手段的无限使用”（洪堡特语）这一创造性特点，而这正是包括伽利略在内的很多科学都好奇的谜题所在。Chomsky（2017：1−7）在引述伽利略的相关论述后将之称为“伽利略谜题”。在我国（自设）二级学科 “语言与人脑科学”的定名论证过程中，以陆俭明为代表的专家学者也特别建议将原拟定的“语言与脑科学”名称进一步细化为“语言与人脑科学”，以强调本学科所从事的研究对象为具有独属语言官能的“人脑”，这也进一步强化了语言与人脑科学这一建设中的二级学科体系与乔姆斯基为代表的认知科学家们所引领的认知科学运动在理论朝向上的内在关联。
与乔姆斯基和杰罗姆•布鲁纳（Jerome Bruner）并称为“第二次认知革命”三大奠基人物的乔治•米勒（George Miller）曾从科学史角度回顾了行为主义学说的终结和认知科学诞生的历史背景（Miller 2003：141−144）：他追忆了尝试把克劳德•香农（Claude Shannon）的“信息论”（InformationTheory）运用于心理学时曾有过的理论困惑，以及之后受乔姆斯基和布鲁纳的共同启发，与行为主义心理学说彻底决裂，进而参与到 1950 年代的认知革命中的情形，其中特别提到乔姆斯基对于作为 香 农 信 息 论 理 论 基 础 的 马 尔 可 夫 过 程（Markov Processes）、刺 激−反 应 论（stimulus-response analysis）以及基于概率（probabilities）的信息测量方法的批判，说明了他本人的学术观点之所以发生从准行为主义向认知科学观的转变，主要是因为他逐渐认识到，在研究与人类语言结构相关的认知过程方面，乔姆斯基的句法理论可以提供更好的解释方案，因为乔姆斯基关于短语结构和句子结构的语法规则的解释不是行为主义层面的，而是认知和思维层面的，目的正是要回答人脑在语言计算方面独有的机制，而这正是语言与人脑科学学科领域的核心论题。
语言与人脑科学自产生之日就与两个对照系统相随而行，一个是其他动物的交际系统，另外一个是志在模拟人脑心智的人工智能。1956 年 9 月 10 日，在由 MIT 组织的一次题为“信息论特别兴趣小组”（Special Interest Group in Information Theory）的研讨会上，一群年轻学者分别从“逻辑理论机（logic machine）”（由 Newell 和 Simon 报告）、IBM 的超大型计算机（由 Nat Rochester 及其合作伙伴报告）、间隙统计分析（statistical analysis of gaps）及其与句法的关系（由 Victor H. Yngve 报告）等方面报告了关于语言信息和认知策略的不同理论模型和实践方案。在此次会议上，乔姆斯基报告了关于转换生成语法的理论探索文章，其中的主要观点收录在次年出版的《句法结构》（Chomsky 1957）一书中，被公认为引发了认知科学领域的“乔姆斯基革命”（Chomskyan Revolution）。与此同期，在 诺 伯 特•维 纳（Norbert Wiener）的“控 制 论（cybernetics）”以 及 在 艾 伦•麦 席 森•图 灵（AlanMathison Turing）、马文•明斯基和约翰•麦卡锡（Marvin Minsky & John McCarthy）共同努力下发展起来的人工智能理论与技术极大地调动了人们的兴趣与热情，它们与乔姆斯基语言学思想一道，共同汇聚成一条洪流，形成了以研究人类思维和认知策略及可能的技术运用为主题的“脑科学”学科群。米勒（Miller 2003：144）特别强调“认知科学”中“科学”一词宜用复数，因为它并非是合成在一起的单一学科，而是由多个不同学科汇聚形成的学科群。这一可以用复数来表达的学科群我们现在也把它称作是“人脑科学（human brain sciences）”。对于这些“人脑科学”学科群内部成员之间的关系，可以参看米勒（Miller 2003：143）所提及的六边形图，这个六边形图中涉及的主要学科包括语言学、神经科学、计算机科学和人工智能、哲学、人类学和心理学，如下图所示：
如今，这一认知科学运动的影响已经延伸到更多科学领域，而语言学的跨学科特点也进一步凸显。在技术设备日新月异，多学科协作更加便利的现代科学技术条件下，在大国之间竞相出台“脑科学计划”、中国教育部发文积极倡导“新文科” 教育创新建设理念的大背景之下，从语言学视角出发，重温认知科学运动的先驱们关于语言与人脑科学的核心主张，应该具有重要借鉴价值和启示意义。
2 语言的“伽利略谜题”与人脑科学研究
2.1何谓“伽利略谜题”？
“伽利略谜题”是乔姆斯基在其关于语言进化问题的文章“The Galilean Challenge: Architecture and Evolution of Language”（Chomsky 2017：1−7）中提出的，该文引述了现代科学革命的先驱人物伽利略以及与他同时代的科学家们对于人类语言本质的深入思考，着重评述了他们对语言创造性特点所做的讨论，其中谈到，在《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》（Dialogue Concerning the Two Chief World Systems）中，伽利略（Galilei 1632：62）这样表达了他对于人类语言本质及其与思维的关系的好奇与思考：
“······人类思维最崇高之处在于他梦想着找到将他最深刻的思想传达给其他人的方法，尽管与他人之间在时空上可能相距甚远：与身在印度的人交谈；跟那些尚未出生甚或一千年乃至一万年后才会出生的人说话；而他所借助的工具不过是一页纸上二十个字符以不同方式完成的排列组合！”（笔者译）
这一仅凭非常有限的材料和手段就可以表达无限的思想，并可以跨越时空阻隔与不同地域不同时代的人交流的神奇现象对人类语言与思维的研究提出了挑战，乔姆斯基将之称作“Galilean Challenge”（Chomsky 2017：1−7），为便于理解与称说，我们将它翻译为“伽利略谜题”。显然，“伽利略谜题”是将“人脑科学”与其他的“脑科学”区分开来的核心论题，也是语言学在“人脑科学”中发挥关键作用的重要促动因素。
虽然 Chomsky（2017：1−7）从回顾伽利略的经典文献开始，并将其命名为“伽利略谜题”，但准确地讲，这一谜题并非只是伽利略个人的好奇和疑问，而是代表了几代科学哲学家的共同认识。从古代希腊时期的柏拉图，到之后的笛卡尔、普遍唯理语法学派、洪堡特、罗素等，都对人类语言的这一神奇特点怀有浓厚的兴趣，他们不约而同地发出引人深思的语言本质之问：为什么仅仅凭借有限的几十个符号，人们就可以构造出无限多的思想表达来？为什么这些有限的语言材料却可以传达无限的信息，可以描述跨越时空的事件，也可以揭示各种秘密，还可以理解和表述压根儿不存在的东西？这些问题构成了“伽利略谜题”最主要的内涵，它们之间超越不同的国界和时代相互呼应、一脉相承。科学哲学史显示，类似的思考一直在学术史上回荡，尽管在学界引起的共鸣时强时弱。到20 世纪中叶，这一关于语言本质的科学之问再次成为认知科学界普遍关注的焦点，此次语言科学运动最主要的推动力量来自乔姆斯基及其追随者，涉及的领域除语言学本身外，还有神经科学、心理学、生物学、人类学、考古学、计算机科学与人工智能等，其核心的假说被称为语言官能（Faculty of Language）的“天赋论假说”（Innateness Hypothesis）（Chomsky 1966；Putnam 1967）。上述各种关于语言本质的好奇通过“天赋论假说”连贯在一起。所以，“柏拉图问题”（Plato’s Problem）、“笛卡尔直觉”（Descartes’ adagio）、“洪堡特命题”（Humboldt’s statement）、“罗素之问”（Russell’s problem）实质上都在为乔姆斯基本人关于语言本质的一贯认识做注解，我们也因此将它们视为“乔姆斯基之问”的代名词。
2.2“伽利略谜题”之于人脑科学研究的重要性
上面提到，“人脑科学”的学科名称之所以冠以“人”这个定语，根本的原因是：尽管每一种动物都拥有大脑，但人脑却是独一无二且最为复杂的。众所周知，按照语言本质的“天赋论假说”，人类语言本质上是由遗传而来的一种内在的能力，是“语言设计（language design）”的第一要素和初始动因。来自外界环境的刺激反应只是激活内在语言能力的第二位的要素，尽管它也扮演着重要的角色。同时，语言发展的整个程序还包括被称之为“第三要素（third factor）”的其他要素。这三个方面的因素（Chomsky 2005）协同工作，共同造就了我们的语言面貌。而其中决定语言本质的则是生物遗传所决定的第一要素。它赋予了人类儿童大脑“语言习得装置”（language acquisition device/LAD），这一装置对于所有人类儿童来说都是相同的。也正因此，只要外部环境条件允许，正常的人类小孩都有能力学到任何一种人类语言。也由于同样的原因，人类语言尽管在表面上千差万别，但本质上却是相同的。这一具有相同本质属性的共同的语言能力常被称作“普遍语法”。这一假设为语言与人脑科学研究的开展提供了重要的理论选项。在 21 世纪生命科学、人脑科学、人工智能等在理论与技术两方面都取得了突破性进展的今天，这一经典的论题焕发出新的生机。以ChatGPT 为代表的大语言模型因为给用户带来了新型体验从而受到全民关注，关于“人脑”之语言官能的独属性问题以及人工智能在多大程度可以接近或模拟人类语言智能的问题再次成为学术界争论的焦点。
决定人脑这一独特属性（uniqueness）的最主要标志是一体两面的语言与思想：语言生成思想，思想由语言所生成（Chomsky 2022）。因此，对于语言相关的脑神经机制的研究就必然成为脑科学研究的重要组成部分。美国在 20 世纪 90 年代布什时代就开启了“脑十年计划”（The Decade of the Brain），以唤醒人们对人脑研究的意识。在 2007 年，则由神经科学家们继续发起“思维十年计划（The Decade of the Mind）”，进一步呼吁通过国际科学界的多学科协作来观察脑机制及其对人类行 为与思维的影响，而这些综合在一起被称作“认知神经科学”，这一新兴学科其中就包括了语言学、心理学、数学和计算机科学。近年来中国也一直有神经科学领域的专家为“中国脑计划”呼吁呐喊（如王立平 2016；王云 2016；杨雄里2016；杨阳露、袁增强 2016 等），不过，与欧美脑科学研究不同的是，目前国内的神经科学家们对语言相关的研究兴趣还难称浓厚。然而，作为将人类与其他物种区分开来的重要属性，语言在人脑科学中的地位无疑是举足轻重的，离开语言研究的人脑科学必然是残缺不全的。反过来，语言学领域的学者同样应该思考语言学在人脑科学这个方兴未艾的领域应该以及能够做出怎样的贡献。而“伽利略谜题”则是将这些学科群连通在一起的一个重要关节点。
2.3语言外化的复杂性
要解读“伽利略谜题”，其中一个重要观察点是，内在语言（I-language）高度简约的普遍原则和表现各异的不同外化（externalization）形式。实际上这也正是语言研究中很多难解之谜的症结所在。它面对的是一对矛盾：一方面，按照 “天赋论假说”，人类语言应该不仅具有高度的普遍性，还应该遵循“简约性”（simplicity）的“神奇原则”（Miracle Creed）；另一方面，人们面对的“言语（speech）”世界从表面上来看又复杂多样、类型众多（生成语法半个多世纪的“普遍语法”相关研究显示，表面具有极大差异性的不同语言之间实际上却有着很强的普遍性和一致性，受 “简约性”规律所制约，这种对普遍性和一致性的探讨与自然科学家对“神奇原则”（Einstein 1950）的理解不谋而合（Chomsky 2022），也使得生成语言学在科学哲学的范式上更加趋向于自然科学之路（司富珍、李富强、康兴 2022））。语言的复杂性还表现在，它外化的形式本身也具有多样性。长期以来，人们在研究句法结构时关注的往往只是听得到的言语，然而语言外化的方式还有很多，言语只是其中一种（当然也是其中最主要的一种）。正如 Chomsky （2017：2）所言：
“虽然言语是感觉运动外化的常用形式，但我们现在知道手语，甚至身体接触，也可以起到同样的作用。这些发现促使我们对伽利略谜题的表述做出修正，而根本点则是对这一谜题进行理论建构的方式。传统的理论建构是基于言语表达的产出而完成的。以这样的视角去思考这一谜题，一些基本的问题就被忽略掉了。与知觉一样，言语产出会使用到内部语言，但并不能与之等同。关于语言的可计算理论使得我们能够将内化的语言知识系统与访问它的过程区分开来，而这是一个非常重要的区别，这一点在其他领域大家是很熟悉的”。（Chomsky 2017：2）
这意味着，我们所听到的“言语”现象常常并不能反映“语言”的全貌，而要想准确理解内在语言的完整面貌，就不仅要关注听得到的言语形式，而且要充分意识到还有很多不容忽视的隐形成分。Si（2016， 2017）提出了关于语言外化形式的“拼盘式”推想：特定的句法结构内在形式，在外化时很可能是多个样态的拼合，其中既包括大家熟悉的、占据主体的言语形式，也包括无声的常规空语类（Chomsky 1981），还包括通过身体语言或其他形式的副语言表达的部分，这些不同的样态像沙拉拼盘一样，共同组成一个可以与 I-语言中相应结构对应的外化结构体。举个简单的例子：当“你真聪明”这句话写在纸面上，且没有上下文时，读者得到的只是一个字面的意义，它实际上只是一个候选的结构。而在实际的情境下，其真正的意思有可能恰好相反，也就是，它可能会被用来表示：“It is not the case that 你真聪明”，这在日常的反讽表达中常见。而对它的真实意图的理解一般的本族人都不会产生怀疑或迟疑。按照 Si（2016，2017，2021）的观点，在 I-语言的层面，上面这个表示反讽的例子其结构的最高层（即“超越左缘结构”的句法化了的语用层）有一个用来否定整个命题的功能中心语成分（标记为 Neg语用），这一表达否定的功能中心语在外化时常常选择非“言语”的形式来实现（比如通过特定的眼神、表情、姿势或语调），以造成言语表面意义（字面义）和实际意义的偏差，从而制造出特定的讽刺效果。重要的是，这一否定性功能中心语与其语义辖区之间的关系具有严格的规律，并且具有跨语言的普遍性。而且，人类共同的语言机制还决定了，人们即使是第一次听到此类反讽句也通常不会产生误解或误读。这一能力背后的机制值得深入研究，而这正是考察“伽利略谜题”的一个很好的显现。
3.强式制图策略及其对理解“伽利略谜题”的意义
在句法制图理论框架下，人们通过对功能中心语（特别是隐性功能中心语）的研究，进一步揭示了内在的普遍语法形式与外化的形式之间存在的各种对应关系，加强对显隐两个方面的功能中心语的研究，可以将人们对“伽利略谜题”的理解向前推进一步。
句法制图理论于 20 世纪 90 年代在意大利发起，奠基性代表性文献如 Rizzi（1997），Cinque （1999），以及 Cinque & Rizzi （2008）（亦可参见司富珍 2019，2023）。句法制图理论有强式和弱式两种思路，其中强式制图思路主张，如果一种语言中有证据表明存在某一种功能中心语，那么该中心语在所有其他语言中也一定存在，并且分布层级相同，不管是否有看得到的形态证据。强式制图作为一种研究策略，对于帮助语言研究者发现单纯从单一的语言出发不容易看到的隐性成分有独特的作用，同时，对于理解语言研究中的“伽利略谜题”也有独特的作用。如前所述，语言研究中很多复杂表象都与语言外化的不同形式有关：有的功能语类选用有声形式来实现，这是大家最熟悉的“言语”形式，但也有很多的语类采用无声的形式，如前面提到的反讽表达中的隐形否定成分，因此，看不到直接的形态表现并不意味着不存在相应的功能成分。运用强式制图思路，通过语言比较来发掘更多的隐性语言成分，对于更好地理解“伽利略谜题”中所涉及的外化形态问题，有着重要的意义。除隐性否定外，Si（2017，2022）还分别讨论了语用空补语成分和传信标记中的隐形成分，并认为，将强式制图理论以及语用信息的句法化用之于语体研究、修辞研究可以大大开阔这些领域相关论题的研究思路，同时也扩大了生成语法功能中心语研究的范围。
4.结语
本文解读了“语言与人脑科学”学科名称中的“人脑科学”这一称法，说明其得名缘由是该学科主要关注对象是“独属于人类”的语言官能，然后回顾了语言与人脑科学赖以产生的认知科学背景，并在此基础上，重点评述了“伽利略谜题”这一语言与人脑科学学科中的核心话题，特别讨论到与此相关的语言外化问题，并认为，自然语言外化常常采用一种拼盘方式，我们所听到的“言语”，是外化的一种主要形式，但并非唯一形式。如果不对隐形的或间接的外化形式同时进行考察，就难以得出能够与内在的语言结构形式完整对应的语言结构全貌。语言研究如同物理学的研究，有时可能会碰到“暗物质”，你只能看到它的效应，但不一定能直接看到它。又如同“风”，实际上从来没有人真的直接看到过风，我们所见，只是风所产生的效应，如水的涟漪，窗帘的摆动，或沙尘飞扬，但这些只是风过的效应。语言也是一样，有些结构成分可能只有效应，而不会直接呈现，因此需要小心分辨。而这也正是“伽利略谜题”挑战之所在。在实证方面，本研究建议重视强式制图研究策略，认为它可以为深入理解“伽利略谜题”提供独特的思路和更多的证据支持。事实上，此类研究，还可以借助神经影像等人脑科学研究中的新技术手段来展开，这方面的工作虽然刚刚起步，但前景非常广阔。
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编辑: 张志玲 何姝颖
排版：张志玲 何姝颖
审校：吴伟韬 时仲