研究人员找到儿童语言发展和语言进化的共同认知基础

多伦多大学、庞培法布拉大学和加泰罗尼亚高级研究机构的认知和计算机科学家发现，儿童语言的发展和世界语言的历史演变有一个共同的认知基础——一个核心知识库，其中儿童语言的模式创新可以预测语言演化的模式，反之亦然。

这篇论文今天发表在《科学》杂志上，是迈向跨时间尺度的词汇和思维统一理论的第一个步骤。结果还可能有助于预测未来某个词的含义在不同语言、语言学习者和机器学习中可能发生的变化。

在这项研究中，该团队专注于人类词汇创造力或单词创造的一种常见形式，称为单词含义扩展，即人们使用已知单词来表达新事物，而不是创造新单词。例如，“鼠标”一词在英语的历史演变中从其啮齿类动物的含义延伸到指便携式计算机设备。在语言发展中，两岁的孩子就可以使用“球”这个词来指代“气球”，大概是因为他们还没有掌握正确的词来描述“气球”，所以他们过度扩展了已知的词“球””来表达这个新对象。

“我们研究了不同人群和个体内部词义延伸的过程，以及两个截然不同的时间尺度——语言的变化和进化，需要数百年和数千年的时间，以及生命最初几个月和几年的儿童语言发展过程。”，最后作者杨旭(多伦多大学认知科学项目计算机科学系副教授)说道。“我们发现这些不同的过程本质上是相同的，新词义的创造依赖于基于人类经验的共同知识基础。”

第一作者、庞培法布拉大学翻译和语言科学系助理教授托马斯·布罗哈根(ThomasBrochhagen)表示：“就意义如何组织而言，个体学习与语言演化之间的这种可能关系迄今为止尚未得到证实，而我们的研究确实证明了这一点。”因此，要以大规模和普遍的方式进行。”

在这项研究中，研究人员建立了一个计算模型，将成对的概念作为输入，例如“球”与“气球”以及“门”与“钥匙”，并预测这些概念在同一个词。

为了识别概念之间的相似性，该模型借鉴了基于人类经验的四种主要知识类型：视觉知识、联想知识、分类知识(术语如何按层次结构组织，例如将苹果称为水果)和情感知识(如何令人愉快和强烈)一个术语，例如“阳光明媚”)。

像“球”和“气球”这样的概念对会因为相似的视觉特征而得分很高，而“门”和“钥匙”会得分很高，因为它们在主题上相关或在日常场景中经常一起出现。“水”和“铅笔”在四种知识类型中的任何一种中都几乎没有相似性，因此该对将获得较低的分数。因此，该模型将预测它们不太可能相互扩展。

研究小组发现，这四种知识类型有助于词义延伸，这表明词义延伸依赖于基于人们的感性、情感和常识知识的多方面、扎根的知识。

然后，研究人员使用专门根据儿童词义扩展数据构建的模型进行了交叉预测分析，以成功预测来自语言进化和语言变化的词义扩展模式，反之亦然。

研究人员还检查了这些预测模型在英语以外的语言中的稳健性，验证了新词义的创建在1,400种不同语言中遵循相似的模式，包括西班牙语、加泰罗尼亚语、巴斯克语、加利西亚语、德语、法语、葡萄牙语、荷兰语、丹麦语、挪威语、斯瓦希里语、阿拉伯语、普通话、印地语和韩语。

现有的关于儿童过度延伸的研究通常在发展心理学的背景下讨论，而历史中的词义延伸通常在历史和计算语言学中讨论。

“通过在两个领域之间建立这种联系，我们找到了一个核心知识引擎，可以支持词义扩展中的词汇创造力，这对于人类认知和新兴含义的语言交流至关重要，”徐说。

这些计算模型还可以通过解释学习者在英语和其他语言中犯下的错误来帮助促进和理解第二语言习得，这可能类似于儿童和成人在母语中扩展单词含义的方式。

未来的研究将进一步探索人类词汇创造力的起源和认知机制，以及预测人类语言发展和机器学习系统中新的或正在出现的含义的可能性。

“开发跨时间尺度的统一思维理论是一项具有挑战性的任务——我们无法了解数百年或数千年前的人类思维，”徐说。“我们的研究提供了另一种通过词典探索这种统一的方法——词典是人类思维的创造性产物和词义映射系统，我们有可用的数据。”